representacion de sistemas electricos de potencia

7/26/2019 Representacion de Sistemas Electricos de Potencia

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REPRESENTACION DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

MARIO GUTIERREZ RODRIGUEZ JAMES YESID KANMERER CASTILLA

Profesora:

SANDRA MOLINAINGENIERA ELECTRONICA

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESARINGENIERIA ELECTRONICA

VALLEDUPAR - CESAR



INTRODUCION

Cada vez son más los dispositivos y sistemas que en una o varias de sus

etapas son accionados por energía eléctrica. Los accionamientosconsisten, en general, en procesos que transforman la energía eléctricaen otro tipo de energía, o en el mismo tipo, pero con diferentes,Características. Los encargados de realizar dichos procesos son losSistemas de Potencia.

l estudio de los grandes sistemas de potencia, desde el punto de vistacuantitativo. !"liga a una representaci#n $el de las características yelementos que conforman al sistema de potencia, pudiéndose distinguirdos muy diferentes modos de representaci#n, la individual de cada

componente, destinado al análisis de operaci#n en forma aislada y lamás completa aun. La integraci#n de todos lo elementos para realizar lasimulaci#n del comportamientos del sistema en forma glo"al. Lo quepermitirá estudiar en condiciones normales o anormales al sistema depotencia.



MARCO TEÓRICO

%racias al descu"rimiento de los dispositivos semiconductores

&transistores, tiristores, etc.' en la década de los (), que respondían alas e*igencias industriales &alta $a"ilidad, dimensiones reducidas,insensi"ilidad a las vi"raciones mecánicas, etc.', la electr#nica industrialhizo progresos increí"les, permitiendo la realizaci#n de procesos cadavez más comple+os, destinados a la automatizaci#n de procesosindustriales.

n general, cualquier conversi#n de energía eléctrica se puede realizarpor procedimientos electromecánicos o por procedimientos electr#nicos.Los convertidores electr#nicos disponen de las siguientes venta+as frente

a los electromecánicos -ayor e*i"ilidad y más posi"ilidades de control. -ayor esta"ilidad y mayor rapidez de respuesta, gracias a las

características eléctricas. -enor mantenimiento al no disponer de partes mecánicas. -ayor vida media y mayor $a"ilidad. /o producci#n del arco eléctrico. La mayor e*i"ilidad y controla"ilidad de los dispositivos

electr#nicos, hace que se apliquen Para resolver procesos cada vez más comple+os.



OBJETIVOS

!"tener el modelo de circuito de una intercone*i#n ar"itraria

de transformadores, líneas de transporte de energía ygeneradores trifásicos &sistema eléctrico de potencia' apartir de una de de$nici#n a*iomática del circuitoequivalente de cada uno de sus componentes y de lainterpretaci#n de los datos de placa de generadores ytransformadores.

Comprenderá el alcance y utilidad del método por unidad ysu aplicaci#n a casos prácticos.

0e$nir los valores en tanto por uno y discutir sus venta+ascomo herramienta de análisis de los sistemas eléctricos depotencia &tanto "a+o condiciones de equili"rio y simetríacomo tam"ién en operaci#n des"alanceada'.

TABLA DE CONTENIDO



1. 2P2S/34C5!/ 0 L!S S5S3-4S LC325C!S 0 P!3/C54

6. 054%24-4 7/585L42

9. 054%24-4 7/585L42 0 7/ S5S3-4 LC325C! 0 P!3/C54

:. 054%24-4 0 5-P04/C54S ; 24C34/C54S

<. S5-=!L!%>4 S34/042 P424 L!S 054%24-4S LC325C!

(. 085/5C5!/ 0 L!S S5-=!L!S P424 054%24-4S LC325C!S

?. 054%24-4 =585L42S

@. 054%24-4 32585L42S

C!/CL7S5!/

=5=L5!%24854

REPRESENTACION DE UN SISTEMA DE POTENCIA

La representaci#n de un sistema de potencia en forma más sencilla va aconsistir de un diagrama en la cual se han de colocar toda la informaci#nde los elementos y estructura que constituyen el sistema de potencia.



La forma y composici#n de la representaci#n del sistema de potencia vaa depender en forma directa del análisis que se pretenda llevar a ca"oAque sean posi"les ela"orar dos tipos de diagramas, uno en el cual serealice una representaci#n general del sistema pero informativa&diagrama uni$lar', y otra e*haustiva y particular a cada uno de los

elementos que conforman el sistema de potencia con sus valores&diagrama de impedancia'.

La realizaci#n de un diagrama del sistema de potencia, en donde eldiagrama completo del sistema trifásico fue realizado, es pocas vecesBtil y mucho menos necesario para llevar la mas uniforme y detalladainformaci#n del sistema. ;a que en muchas ocasiones en vez de mostrarla informaci#n la esconde.

DIAGRAMAS UNIILARES

Los diagramas uni$lares representan todas laspartes que componen a un sistema de potencia demodo grá$co, completo, tomando en cuenta lascone*iones que hay entre ellos, para lograr así laforma una visualizaci#n completa del sistema de laforma más sencilla. ;a que un sistema trifásico"alanceado siempre se resuelve como un circuito

equivalente monofásico, o por fase, compuesto deuna de las tres líneas y un neutro de retorno, es raravez necesario mostrar más de una fase y el neutrode retorno cuando se di"u+a un diagrama delcircuito. -uchas veces el diagrama se simpli$ca aBnmás al omitir el neutro del circuito e indicar laspartes que lo componen mediante sím"olos

estándar en lugar de sus circuitos equivalentes. /o se muestran losparámetros del circuito, y las líneas de trasmisi#n se representan por

una sola línea entre dos terminales. 4 este diagrama simpli$cado de unsistema eléctrico se te llama !"a#ra$a %&"'(ar o !e %&a ()&ea. steindica, por una sola línea y por sím"olos estándar, c#mo se conectan laslíneas de transmisi#n con los aparatos asociados de unsistema eléctrico.

l prop#sito de un diagrama uni$lar es el de suministrar en formaconcisa informaci#n signi$cativa acerca del sistema.



La importancia de las diferentes partes de un sistema varía con elpro"lema, y la cantidad de informaci#n que se incluye en el diagramadepende del prop#sito para el que se realiza. Por e+emplo, la localizaci#nde los interruptores y relevadores no es importante para un estudio decargas. Los interruptores y relevadores no se mostrarían en el diagrama

si su funci#n primaria fuera la de proveer informaci#n para tal estudio.Por otro lado, la determinaci#n de la esta"ilidad de un sistema "a+ocondiciones transitorias resultantes de una falla depende de la velocidadcon la que los relevadores e interruptores operan para aislar la parte delsistema que ha fallado. Por lo tanto, la informaci#n relacionada con losinterruptores puede ser de e*trema importancia. 4lgunas veces, losdiagramas uni$lares incluyen informaci#n acerca de los transformadoresde corriente y de potencia que conectan los relevadores al sistema o queson instalados para medici#n.

s importante conocer la localizaci#n de los puntos en que el sistema seaterriza, con el $n de calcular la corriente que uye cuando ocurre unafalla asimétrica que involucro la tierra l sím"olo estándar para designara una cone*i#n ; trifásica con el neutro s#lidamente conectado a tierra.Si una resistencia o reactancia se inserta entre el neutro de la ; y latierra, para limitar el u+o de corriente a tierra durante la falla, se lepueden adicionar al sím"olo estándar de la ; aterrizada los apropiadospara la resistencia o la inductancia. La mayoría de los neutros detransformadores de los sistemas de transmisi#n están s#lidamente

aterrizados. Por lo general, los neutros de los generadores se aterrizan através de resistencias razona"lemente elevadas y algunas veces através de "o"inas.

DIAGRAMA UNIILAR DE UN SISTEMA ELECTRICO DEPOTENCIA

ste diagrama uni$lar es de un sistema de potencia sencillo. 0osgeneradores uno aterrizado a través de una reactancia y el otro a través



de una resistencia están conectados a una "arra y por medio de untransformador de elevaci#n de tensi#n, a una línea de transmisi#n. lotro generador aterrizado a través de una reactancia se conecta a una"arra y por medio de un transformador, al e*tremo opuesto de la líneade trasmisi#n. 7na carga está conectada en cada "arra. s comBn dar

informaci#n so"re el diagrama que esté relacionada con las cargas, losvalores nominales de los generadores y transformadores y con lasreactancias de los diferentes componentes del circuito

DIAGRAMAS DE IMPEDANCIA Y REACTANCIA

l diagrama uni$lar se usa para di"u+ar el circuito equivalentemonofásico o por fase del sistema, con el $n de evaluar elcomportamiento de éste "a+o condiciones de carga o durante laocurrencia de una falta. La $gura siguiente se com"ina los circuitos

equivalentes de los diferentes componentes que se muestran en la$gura anterior para formar el diagrama de impedancias

monofásico del sistema. Si se realiza un estudio de cargas, las cargasen atraso A y B se representan por una resistencia y una reactanciainductiva en serie. l diagrama de impedancias no incluye lasimpedancias limitadoras de corriente, mostradas en el diagrama uni$larentre los neutros de los generadores y la tierra, porque no uyecorriente a tierra en condiciones "alanceadas y los neutros de losgeneradores están al mismo potencial que el del sistema. 0e"ido a que

la corriente de magnetizaci#n de un transformador es, por lo general,insigni$cante con respecto a la corriente de plena carga, el circuitoequivalente del transformador omite con frecuencia la rama deadmitancia en paralelo.

Cuando se hacen cálculos de fallas, aun usando programascomputacionales, es comBn no considerar la resistencia. Por supuesto,esta omisi#n introduce algBn error, pero los resultados pueden ser



satisfactorios ya que la reactancia inductiva de un esquema es muchomayor que su resistencia. La resistencia y la reactancia inductiva no sesuman directamente, y la impedancia no es muy diferente de lareactancia inductiva si la resistencia es pequeDa. Las cargas que noinvolucran maquinaria rotatoria tienen un efecto pequeDo en la corriente

de línea total durante una falla y generalmente se omiten. Sin em"argo,las cargas con motores sincr#nicos siempre se toman en cuenta al hacercálculos de fallas ya que sus fems generadas contri"uyen a la corrientede corto circuito. Si el diagrama se va a usar para determinar lacorriente inmediatamente después de que una falla ha ocurrido, se de"etener en cuenta los motores de inducci#n como si fueran femsgeneradas en serie con una reactancia inductiva. Los motores deinducci#n se ignoran cuando se desea calcular la corriente unos pocosciclos después de ocurrida la falla, ya que su contri"uci#n decae muy

rápidamente al cortocircuitarse el motor.

l diagrama de impedancias se reduce al diagrama de reactancias por

fase de la 8igura anterior, si se decide simpli$car el cálculo de lacorriente de falla omitiendo todas las cargas estáticas, todas lasresistencias, la rama de admitancia en paralelo de cada transformador yla capacitancia de las líneas de trasmisi#n. 4 los diagramas deimpedancia y de reactancia monofásicos se les llama diagramas

monofásicos de secuencia positiva, ya que muestran lasimpedancias para corrientes "alanceadas en una fase de un sistematrifásico simétrico.



S*MBOLOS EST+NDAR PARA LOS DIAGRAMASEL,CTRICOS

DEINICION DE LOS SIMBOLOS PARA DIAGRAMASELECTRICOS

M.%"&a ro/a/or"a: convierten energía eléctrica en mecánica. 7nprincipios físicos fundamental sirven de "ase al funcionamientoestas maquinas. s el principio de la inducci#n descu"ierto por elcientí$co e inventor "ritánico -ichael 8araday en 1@91.



Tra&sfor$a!or !e 0o/e&1"a !e !os !e2a&a!os:es unamáquina eléctrica, de construcci#n y características similares a lasde un transformador, pero que a diferencia de éste, s#lo posee unBnico devanado alrededor de un nBcleo ferro magnético. 0ichodevanado de"e tener al menos tres puntos de cone*i#n eléctricaAla fuente de tensi#n y la carga se conectan a dos de las tomas,mientras que una toma &la del e*tremo del devanado' es unacone*i#n comBn a am"os circuitos eléctricos &fuente y carga'.Cada toma corresponde a una tensi#n diferente de la fuente &o dela carga, dependiendo del caso'.

Tra&sfor$a!or !e 0o/e&1"a !e /res !e2a&a!os: Lostransformadores son dispositivos "asados en el fen#meno de la

inducci#n electromagnética y están constituidos, en su forma mássimple, por dos "o"inas devanadas so"re un nBcleo cerrado,fa"ricado "ien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de aceroeléctrico, aleaci#n apropiada para optimizar el u+o magnético. Las"o"inas o devanados se denominan primarios y secundarios segBncorrespondan a la entrada o salida del sistema en cuesti#n,respectivamente. 3am"ién e*isten transformadores con másdevanadosA en este caso, puede e*istir un devanado EterciarioE, demenor tensi#n que el secundario.

%s"3(e:Se denomina fusi"le a un dispositivo, constituido por un$lamento o lámina de un metal o aleaci#n de "a+o punto de fusi#nque se intercala en un punto determinado de una instalaci#neléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidadde corriente supere, por un cortocircuito o un e*ceso de carga, undeterminado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de losconductores de la instalaci#n con el consiguiente riesgo deincendio o destrucci#n de otros elementos.

Tra&sfor$a!or !e 1orr"e&/e: 7n transformador de corriente esun transformador de medici#n, donde la corriente secundaria es,dentro de las condiciones normales de operaci#n, prácticamente

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador

http://es.wikipedia.org/wiki/Solenoide

http://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_(electricidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_el%C3%A9ctrico


http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador

http://es.wikipedia.org/wiki/Solenoide

http://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_(electricidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro



http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica



proporcional a la corriente primaria, y desfasada de ella un ángulocercano a cero, para un sentido apropiado de cone*iones.

I&/err%0/or: los interruptores son vitales para el funcionamientoseguro de una red eléctrica. Son necesarios en los generadores deelectricidad, donde se ha de poder conectar y desconectar toda lapotencia de una central eléctrica &gigavatios de electricidad', y enlíneas de transmisi#n, en su"estaciones, para dirigir el u+o deenergía con tensiones de más de 1.<)) FG. Los interruptores sontam"ién componentes esenciales en las redes de distri"uci#n, enlas que es preciso controlar corrientes muy altas a nivelesmoderados de tensi#n.

Co&e4"5& De(/a /r"fs"1a: es uno de los métodos más comunesde conectar los devanados de una máquina eléctrica trifásica. stacone*i#n se usa con frecuencia para alimentar cargas dealum"rado pequeDas y cargas trifásica simultáneamente.

Co&e4"5& es/re((a /r"fs"1a: es otro de los métodos comunes deconectar los devanados de una maquina eléctrica trifásica. sta

cone*i#n se usa cuando se requiere alimentar grandes cargasmonofásicas en forma simultánea, con cargas trifásicas

Tra&sfor$a!ores !e 0o/e&1"a: 7n transformador de potencia esaquel que mane+a grandes magnitudes de voltio amperios G4, loscuales se e*presan en HG4 IFilo voltio amperiosJ o en -G4 Imegavoltio amperiosJ.7sualmente se considera un transformador depotencia cuando su capacidad es de un valor a partir de <)) HG4,

?<) HG4, 1))) HG4, 16<) HG4 o 1.6< -G4, hasta potencias delorden de <)) -G4 monofásicos y de (<) -G4 trifásicos, K)) -G4.stos Bltimos operan en niveles de volta+e de <)) HG, <6< HG ysuperiores.

E( A$0er)$e/ro s el instrumento que mide la intensidad de laCorriente léctrica. Su unidad de medida es el 4mperio y sus



Su"mBltiplos, el miliamperio y el microamperio. Los usosdependen del tipo de corriente, #sea, que cuando midamosCorriente Continua, se usara el amperímetro de "o"ina m#vil ycuando usemos Corriente 4lterna, usaremos el electromagnético.

Vo(/)$e/ro: s el instrumento que mide el valor de la tensi#n. Suunidad "ásica de medici#n es el Goltio &G' con sus mBltiplosel-ega voltio &-G' y el Hilovoltio &HG' y su".mBltiplos como elmilivoltio &mG' y el micro voltio. *isten Goltímetros que midentensiones continuas llamados voltímetros de "o"ina m#vil y detensiones alternas, los electromagnéticos.

Para estudiar un sistema de"emos sa"er lo siguiente

1. S%3es/a1"o&es re1e0/oras se1%&!ar"as: 0onde se transformala energía reci"ida de las líneas de su"transmisi#n y dan origen alos circuitos de distri"uci#n primaria.

6. C"r1%"/os 0r"$ar"os: que recorren cada uno de los sectoresur"anos y rurales suministrando potencia a los transformadoresde distri"uci#n a volta+es como 19.6 HG, 11.: HG, ?(6) G etc.

9. Tra&sfor$a!ores !e !"s/r"3%1"5&: se conectan a un circuitoprimario y suministran servicio a los consumidores o a"onadosconectados al circuito secundario.

:. C"r1%"/o se1%&!ar"o: encargados de distri"uir la energía de losusuarios con volta+es como 16)M6)@ N 16)M6:) G y en generalvolta+es hasta ()) G.

DIAGRAMA BIILARES

l diagrama "i$lar es aquel representado por dos líneas cuales quierasque pueda , es poco usado ya que el mas usado es el uni$lar que es unasola línea y después se indica cuantos ca"les tiene aunque no hay limite



por supuesto para este tipo de diagramas puede ser uni$lar , "i$lar ,tri$lar , cuatri$lar poli$lal etc.

DIAGRAMAS TRIILARES

Son una representaci#n completa de los elementos conectados a las tres

fases del sistema de potencia, en donde se detalla con una sim"ologíaadecuada, conteniendo la informaci#n de cada elemento.

La representaci#n tri$lar, incluye la cone*i#n de todos los elementos porfase y en especial aquellos elementos conectados al neutro del sistema,esto resulta Btil, ya que aclara detalles especí$cos de cone*i#n en loselementos. n la construcci#n de instalaciones eléctricas de potenciacentrales de generaci#n su"estaciones, etc. Se suelen entregar eldiagrama uni$lar esquemático de la forma de cone*i#n eléctrica de losequipos, acompaDado de un diagrama tri$lar, donde se representa los

principales detalles de cone*i#n de los elementos.

n aquellos casos en que se requiere un conocimiento e*acto de losmodos de cone*i#n de los elementos del sistema de potencia, se haceuso del diagrama tri$larA su principal desventa+as es que aglutinademasiada informaci#n y por lo general, estos planos son di$cultosalectura.



CONCLUSIÓN

Los diagramas son una parte muy importante de los sistemas depotencia, de las instalaciones eléctricas, esta investigaci#n pareci# muyinteresante, porque nos a"re mucho conocimiento y nos lleva a ser unpoco más investigativos y desarrollar actividades que nos muestran quetenemos muchas cosas que descu"rir de nosotros mismo. /os enseDa aser más competitivo y a no de+arnos segar los errores sino a aprender deellos.



BIBLIOGRAIA

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