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Tutorial - Estabilidad Dinámica

La función Estabilidad Dinámica de EasyPower le permite simular varios eventos en sistemas de potencia, como el arranque de motores, conmutación de equipos, disparos de dispositivos de protección, derrame de carga y fallas en barras. Es compatible con el cálculo de la tensión, corriente, velocidad, par, frecuencia, potencia, y muchos otros valores de varios tipos de equipos que utilizan modelos dinámicos de EasyPower. Estos valores calculados se muestran en gráficos de tiempo y hojas de cálculo. Recomendamos que también revise el tutorial sobre Arranque transitorio de motores (TMS) para mayor información sobre como escribir los datos y arranque transitorio de motores.

Para este tutorial, abre el archivo DSExample-2.dez ubicado en la carpeta Samples.

Datos de estabilidad dinámica

Los elementos del diagrama unifilar deben contener sus datos de estabilidad antes de ejecutar una simulación.

  1. Haga doble-clic en el generador COGEN en la parte superior derecha del diagrama unifilar para abrir el cuadro de diálogo Datos del generador (Generator Data). Seleccione la pestaña Estabilidad 1 (Stability 1). En este archivo de ejemplo, todos los datos necesarios de estabilidad dinámica ya se han introducido para el usuario. Puede escribir los datos del modelo dinámico para el generador, el excitador, y el gobernador.
  2. Seleccione la pestaña Estabilidad 2 (Stability 2). Esta pestaña es para los datos del estabilizador del sistema de potencia. Para sus estudios, se recomienda que obtenga datos de los fabricantes. También puede importar los datos de la biblioteca. Para importar los datos de la biblioteca, seleccione Habilita modelo del estabilizador (Enable Stabilizer Model), seleccione un Fabricante (Manufacturer) y Tipo (Type), y después haga clic en Biblioteca (Library). Haga clic en OK cuando termine.
  3. Del mismo modo, puede agregar datos del modelo dinámico de motores, Interruptores de transferencia automática (ATS), contactores (en los datos de interruptores automáticos y fusibles), y transformadores (para corriente de irrupción de magnetización).

Para mostrar los nombres de identificación de interruptores automáicos e interruptores con fusibles en el diagrama unifilar, haga clic en Herramientas > Opciones > Visibilidad de texto (Tools > Options > Text Visibility), y en la columna Muestra nombre para (Show Name for), seleccione las casillas de configuración para Interruptor automático AT (HV Breaker) y Fusible (Fuse), y después haga clic en OK.

Para ejecutar una simulación de estabilidad dinámica con una transferencia de Interruptor de transferencia automática.

Haga clic en Estabilidad (Stability) en la cinta de opciones Inicio (Home) para entrar al modo de análisis Estabilidad dinámica (Dynamic Stability). La cinta de opciones (Estabilidad (Stability) se muestra a continuación con las ventanas arregladas para ver el diagrama unifilar, el gráfico de la simulación y el registro de mensajes.


Figura 1: Cinta de opciones de estabilidad

Al entrar al modo de análisis de Estabilidad dinámica (Dynamic Stability), EasyPower ejecuta una solución de flujo de potencia en estado estable—observe los resultados de flujo de potencia en el diagrama unifilar.

Hay tres formas de simular un evento:

Una secuencia de comandos es una serie de comandos o instrucciones para que el programa las lleve a cabo. En este archivo de ejemplo se han creado algunas secuencias de comandos para que el usuario las ejecute.

  1. En el cuadro Selecciona secuencia de comandos (Select Script) en la cinta de opciones Estabilidad (Stability), seleccione el nombre de la secuencia de comandos Interruptor de transferencia automática (ATS) para generador de reserva (ATS on Standby Gen). Esta secuencia de comandos simula la desconexión de algunos equipos del suministro del servicio eléctrico, lo cual resulta en un Interruptor de transferencia automática transfiriendo la conexión a un generador de emergencia.
  2. Haga clic en Ejecuta simulación (Run Simulation).

El diagrama unifilar muestra los resultados de flujo de potencia al final de la simulación. Véase la figura a continuación. El Fusible AT FS-1 muestra el símbolo “C>>O” al lado de él, haciéndonos saber que el fusible se abrió. El Interruptor de transferencia automática ha transferido la conexión al lado del generador.

Haga clic en la pestaña Gráfico 2 (Plot 2) y luego en la ventana DS Plots for DSExample-2.dez. El gráfico muestra valores de tensión, corriente, y frecuencia para el generador de reserva.

Para ver los datos de la hoja de cálculos para este gráfico, puede arrastrar el borde izquierdo del área del gráfico a la derecha. Puede formatear los ejes del gráfico o el área del gráfico al hacer doble-clic en un elemento. La ventana del registro de mensajes al final de la página describe los procesos o eventos que ocurrieron y el tiempo en que ocurrieron.

Nota: Para ejecutar un comando con respecto a una simulación en la cinta de opciones Estabilidad (Stability), la ventana del diagrama unifilar debe ser la ventana activa (ventana seleccionada o actual). Si el subtítulo de su ventana del diagrama unifilar no esta resaltado, haga clic en él para activarlo.


Figura 2: Resultados de la simulación

Para simular una falla en una barra

Haga doble-clic en la barra MCC-3 para simular una falla en una barra. Puede observar el diagrama unifilar y el registro de mensajes para ver los diferentes eventos posteriores a la falla. El relé de sobrecorriente R-6 dispara para abrir el interruptor automático BH-TX-3. Los contactores de los motores aguas abajo se abren cuando la tensión en la barra colapsa durante la falla. El Gráfico 3 (Plot 3) en la ventana Gráficos estabilidad dinámica (DS Plots) muestra la tensión de la barra, la corriente hacia la barra bajo falla desde el lado aguas arriba, y la contribución de corriente del motor M-4. El Gráfico Automático (Autoplot) muestra la tensión y corriente de la barra bajo falla.

Opciones de simulación dinámica

Desde la cinta de opciones Estabilidad (Stability) la cual es visible al seleccionar el diagrama unifilar, haga clic en Opciones de estabilidad dinámica (DS Options). Puede controlar la simulación por medio del cuadro de diálogo Opciones de estabilidad dinámica (Dynamic Stability Options).

En la pestaña Control de Doble-clic (Double-Click Control), observe los controles para Barra para provocar una falla (Bus to Fault). Los valores predeterminados son 6 segundos para Tiempo final de la simulación (Simulation End Time) y 1 segundo para la Duración de tiempo de retardo (Delay Time Length). En el gráfico de la simulación previa, se dará cuenta que la barra entró en falla un (1) segundo después del comienzo de la simulación, y el gráfico de la simulación termina en 6 segundos. Puede controlar otros eventos en una manera similar.

Simulación de derrame de carga

  1. Seleccione la ventana del diagrama unifilar y después en el cuadro Seleccionar secuencia de comandos (Select Script), seleccione Derrame de carga en la salida del Servicio eléctrico (Load Shedding on Utility Out).
  2. Haga clic en Ejecuta simulación (Run Simulation).

Esta secuencia de comandos simula la desconexión del servicio eléctrico del resto del sistema. Cuando todas las cargas se desplazan al generador COGEN, hay una perturbación en las diversas variables. La frecuencia cae, provocando que el relé (81) de baja-frecuencia R-2 se dispare, abriendo el interruptor automático BH-TX-2. Después de perder esta carga, el sistema se estabiliza en pocos segundos. Ver Gráfico 1 (Plot 1) y el registro de mensajes.

Para trazar valores seleccionados por el usuario

Al ejecutar una simulación haciendo doble-clic en el diagrama unifilar, se trazan los datos en la pestaña Gráfico Automático (AutoPlot). Según el tipo de simulación, EasyPower elige cuales valores se van a mostrar en Gráfico Automático (AutoPlot). Para ver los valores en otras partes del sistema, es necesario que defina los gráficos. Nueve gráficos están disponibles con hasta un máximo de 5 curvas por gráfico.

Nota: El Gráfico Automático no aparece en las simulaciones ejecutadas por secuencias de comandos.

Para definir un gráfico:

  1. Asegúrese que el diagrama unifilar esté seleccionado, y después haga clic en Define gráficos (Define Plots) en la cinta de opciones.
  2. En Gráfico 4 (Plot 4) vamos a ver la tensión, la corriente, la velocidad y el par de torsión para el motor M-2. Seleccione valores para trazar al elegir los campos para Monitoreo (Monitoring), Con Identidad (With ID) y Al lado de (Next To), como se muestra en la siguiente figura. Los valores también pueden seleccionar seleccionando primero una celda abierta de Monitoreo (Monitoring) y después haciendo doble-clic en el motor M-2 en el diagrama unifilar, y seleccionando el tipo de valor deseado para trazar con el cuadro de diálogo Define gráfico (Define Plot) abierto. Cierre el cuadro de diálogo Define gráfico (Define Plot) haciendo clic en OK.
  3. Figura 3: Para definir Gráficos

  4. Haga clic en Reinicie simulación (Reset Simulation) para reiniciar al estado estable antes de ejecutar una simulación dinámica nuevamente.
  5. Haga clic en Ejecuta simulación (Run Simulation).
  6. Haga clic en la pestaña Gráfico 4 (Plot 4) en la ventana Gráficos de estabilidad dinámica (DS Plots) para ver el efecto de desconexión del servicio eléctrico y derrame de carga correspondiente a los valores del motor M-2.

Para crear una secuencia de comandos de simulación

Puede crear secuencias de comandos para simular diversos eventos y ejecutarlas secuencialmente. Antes de que ejecutamos secuencias de comandos, tenemos que definir los gráficos para que podamos ver los resultados para los valores deseados como acabamos de hacer en el motor M-2. A continuación, vamos a escribir una secuencia de comandos para simular el estado estable para 2 segundos, arrancando el motor M-2, y desconectando el motor M-1.

  1. Para escribir una nueva secuencia de comandos, asegúrese que el diagrama unifilar esté seleccionado, y después haga clic en la cinta de opciones Edita secuencia de comandos (Script Edit). Haga clic en Nueva (New) para agregar una nueva secuencia de comandos. Escriba Arrancar M-2 y Apagar M-1 (Start M-2 and Stop M-1) como el nombre de la nueva secuencia de comandos. Agregue comandos a la secuencia de comandos como se muestra en la figura a continuación. Haga clic en OK en el cuadro de diálogo Edita secuencia de comandos (Edit Script) y cierre (close) en el cuadro de diálogo Secuencia de comandos (Scripts).


    Figura 4: Ejemplo de secuencia de comandos

  2. En el cuadro Selecciona secuencia de comandos (Select Script) en la cinta de opciones, seleccione la secuencia de comandos Arrancar M-2 y Apagar M-1 (Start M-2 and Stop M-1).
  3. Antes de ejecutar una secuencia de comandos, es importante revisar las condiciones iniciales del diagrama unifilar. Debido a que tenemos la intención de arrancar el motor M-2, el equipo aguas arriba de este motor tiene que estar abierto.
    1. Haga clic en Reinicie (Reset) Simulación (Simulation).
    2. Haga clic-derecho en el fusible FS-M-2 y seleccione Abre y resuelve factor de potencia (Open and Resolve PF).
  4. Haga clic en Ejecuta simulación (Run Simulation).
  5. Vea el Gráfico 4 (Plot 4) para ver los valores del arranque del motor. Navegue a través de otras gráficas para ver el efecto en otras partes del sistema.
  6. Para leer los valores de las diversas variables en la gráfica, pase el puntero sobre la gráfica. La leyenda muestra los valores en las posiciones del puntero.

Conclusión

Este ha sido un tutorial breve sobre el programa de Estabilidad dinámica de EasyPower. Si tiene la función de coordinación de PowerProtector™ habilitada, el programa de Estabilidad dinámica también simula la respuesta de los dispositivos de protección. Puede simular contactores que abren de línea por caída excesiva de tensión, o un Interruptor de transferencia automática transfiriendo a potencia de emergencia. Recuerde primero escribir los datos en la pestaña Estabilidad (Stability) de los diálogos de datos de los diferentes equipos según sea necesario en el modo Edita base de datos (Database Edit). Haga uso de las secuencias de comandos para simular eventos secuenciales y utilice la función Define gráficos (Define Plots) para monitorear valores.

     

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Ayuda fue actualizada el 2/12/2016