EMTP Componentes Hlp v04 MN

5/7/2018 EMTP Componentes Hlp v04 MN - slidepdf.com

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COMPONENTES DE ATP - EMTP

ÍNDICE

1. LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS...............................................................................................21.1. COMPONENTE "LCC" DE ATP_Draw..................................................................................2

2. TRANSFORMADORES................................................................................................................42.1. COMPONENTE "BCTRAN" DE ATP_Draw.........................................................................4

3. MÁQUINA UNIVERSAL..............................................................................................................63.1. COMPONENTE "UM-3" DE ATP_Draw................................................................................63.2. MODELO MECÁNICO...........................................................................................................7

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Simulación de Sistemas Eléctricos de Potencia con ATP-EMTP (S. Añó)

1. LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS

1.1. COMPONENTE "LCC" DE ATP_DrawEl componente LCC de ATP_Draw permite elegir un modelo de línea y automáticamente

calcula sus parámetros a partir de la geometría de la línea y de las propiedades tanto de losconductores que la forman y como de la tierra. Otros componentes de ATP_Draw también hacen

posible elegir un determinado modelo de línea e introducir directamente sus parámetros.

Botón derecho -> Lines/Cables -> LCC1. Model:

� System type:� Elegir tipo de línea.� Elegir número de fases #Ph2.� Transposed : indicar si la línea está transpuesta.� Auto bundling : indicar si se trabaja por conductor o por fase.� Skin effect : indicar si se tiene en cuenta el efecto pelicular.� Segmented ground : indicar si los cables de guarda no son continuos.� Real trans. matrix: indicar si los elementos de la matriz de transformación se modifican

para aproximarlos a valores reales3.� Standard data:

� Rho (ohm·m): resistividad del terreno.� Freq. init (Hz): frecuencia a la que se calculan los parámetros constantes, o frecuencia

inferior para el cálculo de los parámetros dependientes de la frecuencia.� Length (km): longitud de la línea.

� Model:� Bergeron.� PI .� JMarti.� Noda.� SemLyen.

1 Utiliza la subrutina LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS o CABLE PARAMETERS.

2 Los cables de guarda también cuentan como fases, y se les asigna el número 0.3 Recomendable para análisis temporal.

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Data (geometría de la línea o cable y características de los materiales):� Efecto pelicular:

� Se tiene en cuenta:

– Rin (cm): radio interno del conductor.– Resis (ohm/km): resistencia de la línea en continua.

� No se tiene en cuenta:– React (ohm/km): reactancia de la línea.– Resis (ohm/km): resistencia de la línea a Freq. init (Hz).

� Rout (cm): radio externo del conductor.� Horiz (m): distancia horizontal respecto a una referencia.� Vtower (m): altura en la torre.� Vmid (m): altura en el vano.� Si se trabaja por fase agrupando conductores:

� Separ (cm): distancia entre conductores consecutivos.� Alpha (grados): ángulo respecto de la horizontal, medido en sentido horario.� NB: número de conductores por fase.

� [View] permite visualizar la posición de los conductores. Archivos:

� *.alc: archivo binario con la descripción de la línea. Se puede guardar/recuperar con [Saveas]/[Import] en/desde la carpeta LCC4.

� *.lib: modelo eléctrico que se incluirá en el archivo *.atp con la directiva $INCLUDE.

4 La ubicación de la carpeda LCC se indica en ATP_Draw -> Tools -> Options -> Directories -> Line/cable folder.

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2. TRANSFORMADORES

2.1. COMPONENTE "BCTRAN" DE ATP_DrawEl componente BCTRAN permite obtener los parámetros de los modelos de transformador

de 1 ó 3 fases, 2 ó 3 devanados, con o sin saturación, a partir de sus características y de los ensayosde vacío y de cortocircuito.

Botón derecho -> Transformers -> BCTRAN Structure:

� Number of phases.� Number of windings.� Type of core5:

� Triplex.� Shell core.� 3-legged stacked core.� 4-legged stacked core.� 5-legged stacked core.� 5-legged wound core.

� Test frequency (Hz): frecuencia empleada en los ensayos.� AR output : utiliza [ L]-1 y [ R], en vez de [ L] y [ R], lo cual es útil cuando la corriente

magnetizante es muy pequeña ya que evita que aparezcan matrices singulares. Ratings:

� L-L voltage (kV).� Power (MVA).� Connections:

� A: autotransformador.� Y .� D.

� Phase shift (deg): índice horarios (en grados), por ejemplo Yd11 equivale a 330o tomandocomo referencia el secundario en vez del primario.

� Ext. neutral connections: las conexiones del neutro son por fase; por ejemplo: se utilizantres inductancias para conectar a tierra el terminal de cada fase que se quiere unir a tierra6.

5 En la versión 5.3 de ATP_Draw solamente se distingue entre "Triplex" y "Other".

6 Utilizar para ello el componente Probes & 3-phase -> Splitter. Nota: clic derecho sobre el nudo (que representa a lostres nudos) para elegir conexión a tierra, conecta los tres nudos a tierra a la vez.

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Rama magnetizante:� Open circuit -> Positive core magnetization7:

� Linear internal : utiliza una rama magnetizante lineal interna que calcula con los datos

del ensayo de vacío correspondientes a la tensión nominal (100 %).� External Lm: añade una inductancia saturable (type 98) que calcula con los datos delensayo de vacío8.

� External Lm|Rm: además añade una resistencia variable (type 99) que calcula a partir delos mismos datos9.

� Auto-add nonlinearities: si no se activa, permite que sea el usuario quien añadaexternamente la inductancia saturable (type 98)10 y, en su caso, la resistencia variable(type 99).

� Open circuit -> Connect at : en qué devanado se conectará la rama magnetizante.� El botón [View+]11 permite visualizar la curva de saturación en función de View/Copy.

Ensayo a circuito abierto:� Open circuit -> Performed at : en qué devanado se aplica la tensión nominal del ensayo.� Open circuit -> Positive sequence:

� Volt (%): tensión aplicada: 100 % para la tensión nominal y con otros valores se puedeintroducir una curva de saturación.

� Curr (%): corriente respecto a la nominal.� Loss (kW): pérdidas.

� Zero sequence data available: permite introducir los datos a sequencia cero si estándisponibles.

Ensayo/s de cortocircuito:� Imp. (%): impedancia de cortocircuito:

Imp %= 100⋅U cc ,k

U n , k

� Pow. (MWA): potencia base, la mínima de los dos devanados involucrados en el ensayo.� Loss (kW): pérdidas.

Archivos:� *.bct: archivo binario con la descripción del transformador. Se puede guardar/recuperar

con [Export]/[Import] en/desde la carpeta BCT12.� *.pch: archivo de texto con información sobre las características y parámetros del

transformador. Se guarda en la carpeta de trabajo.

7 Normalmente la rama magnetizante se conecta en el lado de mayor tensión.8 Parece que en ocasiones no se guarda el componente Type 98 en el archivo final *.atp9 Esta opción parece reducir drásticamente la resistencia magnetizante, lo cual es un error.10 El botón [Copy +] permite copiar al portapapeles los datos de la curva magnetizante, listos para pegar en el cuadro

de diálogo de la inductancia saturable (type 98) o de la resistencia variable (type 99). Con la opción View/Copy seelige qué datos copiar al portapapeles.

11 El signo "+" indica que se utiliza la secuencia directa.12 La ubicación de la carpeda BCT se indica en ATP_Draw -> Tools -> Options -> Directories -> Bctran folder.

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3. MÁQUINA UNIVERSAL

3.1. COMPONENTE "UM-3" DE ATP_Draw Máquina asíncrona de jaula de ardilla: botón derecho -> Machines -> UM-3. General :

� Stator coupling : conexión de los devanados del estátor:� Y .� D lag : AB, BC, CA.� D lead : AC, BA, CB.

� Rotor coils:� d, q: número de devanados en los ejes d y q13.

� Pole pairs, menor o igual a 99.�

Frequency.� Tolerance: factor de convergencia para la velocidad del rotor. Valores típicos = 0,1 ó 0,01.� Global : se elige en ATP_Draw -> ATP -> Settings -> Switch-UM:

� Initialization: valores iniciales:– Automatic: indicar deslizamiento.– Manual : indicar corrientes, velocidad y posición.

� Interface:– Prediction (permite conectar varias máquinas al mismo bus de potencia).– Compensation 14.

Magnet : inductancia magnetizante Lm(15):

� LMU, LMS (H): inductancias de magnetización sin y con saturación, respectivamente.

� FLXS, FLXR: flujos en el codo de saturación y residual.� Saturation:� none: sin saturación.� d, q, both: parámetros de saturación en el eje d, q o ambos.� symm: parámetros iguales en los ejes d y q. Se indica solamente la del eje-d16.

Stator : resistencias e inductancias de dispersión en los ejes d-q-0. Rotor : resistencias e inductancias de dispersión en los ejes d-q. En las primeras filas se

indican los valores correspondientes a todos los devanados del eje-d y después loscorrespondientes al eje-q.

Init :� Automatic -> Slip (%).

13 Por ejemplo, una jaula de ardilla de barras profundas se puede modelar mediante dos devanados en el rotor, a losque les corresponden dos en el eje-d y dos en el eje-q.

14 Elegir esta opción de inicialización.15 Para una máquina de inducción de jaula de ardilla considerar iguales los parámetros en los ejes d-q, tanto en la

inductancia magnetizante ( LMUD = LMUQ), como en el estátor ( Rd = Rq e igual a R0 , Llk,d = Llk,q e igual a 2· Llk,0) y enel rotor ( Rd = Rq , Llk,d = Llk,q).

16 En las máquinas simétricas, como las de inducción, hay que considerar la misma saturación en el eje-d que en el eje-q para obtener buenos resultados.

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3.2. MODELO MECÁNICO

Para el modelo mecánico la máquina universal utiliza un modelo eléctrico equivalente:� Par mecánico externo: fuente de intensidad17: 1 N.m = 1 A.� Velocidad: fuente de tensión: 1 rad/s = 1 V.� Momento de inercia: condensador: 1 kg.m2 = 1 F.� Fricción o coeficiente de amortiguamiento: resistencia: 1 N.m/ (rad/s) = 1 ohm -1.� Velocidad angular: tensión en el condensador: 1 rad/s = 1 V.

Para modelar dos o más masas unidas por un eje, se repite el esquema anterior uniendo loscircuitos eléctricos con bobinas:� Coeficiente de rigidez del eje: bobina: 1 N.m/rad = 1 H -1.

17 Una intensidad positiva entrante en la máquina implica un par externo positivo en la dirección de rotación.

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