Desarrollo de trabajos con ATP para protecciones de los sistemas de energía eléctrica

Alonso Pinilla, Carla (2016). Desarrollo de trabajos con ATP para protecciones de los sistemas de energía eléctrica. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Desarrollo de trabajos con ATP para protecciones de los sistemas de energía eléctrica
Autor/es:
  • Alonso Pinilla, Carla
Director/es:
  • Pastor Gutiérrez, Antonio
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Julio 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: Sistema eléctrico, línea de transporte, programa ATP, configuraciones de la línea, falta monofásica, bifásica y bifásica a tierra, protección, relé de sobreintensidad, tiempo de actuación, transformador de intensidad y característica de excitación.
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Se ha trabajado con el sistema eléctrico elaborado por el IEEE PSRC WG (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Power System Relaying Committee, Working Group): “Reference Network for Transmission Line Relay Testing”, y utilizando como herramienta de trabajo el programa ATP y sus programas auxiliares. En el presente proyecto se va comenzar identificando todos los elementos que conforman el sistema, así como su funcionamiento, y continuando con el estudio de la configuración del mismo. Las alternativas de configuración van a servir para analizar todas las posibilidades de conexión del sistema eléctrico. Para cada tipo de conexión se va a proceder a simular diferentes tipos de faltas, monofásica, bifásica y bifásica a tierra, variando también la resistencia de falta, así como la posición de la falta a lo largo de la línea. Tras este análisis de operación se obtendrán una serie de ejemplos cuyos ficheros de resultados se pueden aprovechar para estudios posteriores de protecciones. Los sistemas de protecciones guardan un papel fundamental dentro de cualquier línea de transporte. Por tanto para completar el estudio de la línea de trasporte, se aislará parte del anterior sistema y se modelará el relé de sobreintensidad como protección. Dicho relé mide permanentemente la corriente de cada fase con la finalidad de detectar las corrientes que se producen en un cortocircuito. El tiempo de actuación es función de la corriente, se van a emplear dos módulos presentes entre las herramientas de ATPDraw para el cálculo de dicho tiempo. Uno va a ser el módulo de tiempo definido, donde se fija una intensidad umbral y en el momento que la intensidad que recorre la línea sobrepasa dicho valor, la protección actúa instantáneamente o en el tiempo programado ts, se abre el interruptor de conexión de la línea dejando de circular corriente. El otro módulo empleado es el de tiempo inverso. En este caso el tiempo de operación es tanto menor cuanto mayor es la corriente. El programa ATP, ofrece gran variedad de módulos y herramientas, para el modelado y estudio de sistemas eléctricos, por lo que uno de los objetivos principales era profundizar en el manejo de dicho programa. Siguiendo sobre la línea de estudio que se ha ido trabajando desde el inicio, se le añaden módulos de cálculo fasorial, para comprobar que independientemente del tipo de cálculo, ya sea gráfico o analítico el resultado es el mismo. Como se indica en el inicio del resumen es fundamental conocer el funcionamiento de cada uno de los elementos que conforman el sistema, y es también necesario profundizar en el manejo del programa ATPDraw que tantas posibilidades de trabajo ofrece dentro de los sistemas eléctricos, por lo que por último se va a concluir con el estudio de la característica de excitación de un transformador de intensidad. A partir de la curva característica de excitación del transformador de intensidad (V-I), se van a sacar los puntos necesarios para definirla. Introduciendo estos valores en el subprograma ‘SATURATION’ de ATP, y ejecutándolo se procederá a la conversión de los valores tensión-intensidad (V-I) en valores flujo-intensidad (Ψ-I) que son necesarios para definir el transformador. Una vez que se tienen dichos valores, se diseña el circuito en ATPDraw, con la fuente de tensión, los sensores de intensidad (para obtener los resultados gráficamente) y dicho transformador. Se introducen los valores de flujo-intensidad en el transformador y se ejecuta el programa. Se reproduce el ensayo con el que se obtiene en realidad la característica de excitación: se deja el devanado primario del TI a circuito abierto y se conecta una fuente de tensión en el secundario. Para diferentes valores de la tensión de la fuente (tensión de excitación) se obtienen diferentes valores de corriente (corriente de excitación). Para poder obtener dicha curva es necesario obtener los valores de intensidad eficaz a partir de las formas de onda. Y para ello se van a emplear dos métodos, uno utilizando directamente un módulo de conversión a valores eficaces, que se conecta directamente sobre el devanado primario del circuito diseñado, y otro segundo método, donde compilando desde GTPPlot (subprograma de ATP) devuelve en forma de gráfica el valor de intensidad eficaz, introduciendo la respuesta gráfica del sensor del circuito anteriormente citado. En conclusión, para cada valor de tensión introducido en la fuente del circuito se obtendrá un valor de intensidad que podrá transformarse en valor de intensidad eficaz y con estos dos datos confirmar la curva característica de excitación de partida del ensayo.

Más información

ID de Registro: 43067
Identificador DC: http://oa.upm.es/43067/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:43067
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 23 Sep 2016 06:51
Ultima Modificación: 11 Oct 2016 16:28
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