estabilidad digsilent

7/29/2019 Estabilidad Digsilent

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T r a i n i n g C o u r s e D o c u m e n t s [ L a s t m o d i f i e d : 1 0 / 3 1 / 2 0 0 8 ]

Estabilidad en Sistemas de Potencia

Material de entrenamiento

- Ejercicios -


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- 2 -


INDICE

- EJERCICIOS -....................................................................................................................................................................1

1 EL PROBLEMA DE UNA MQUINA EN POWERFACTORY.............. ......................................................... ................. 32 ESTABILIDAD DE PEQUEA SEAL EN EL SISTEMA DE UNA MQUINA. ....................................................... ....... 73 ESTABILIDAD DE TENSIN.................................................... ......................................................... ...................... 84 SISTEMA DE EXCITACIN INCORPORADO (BUILT-IN)...... .............................................. .................................. 104.1 AVR ............................................................................................................................................................................ 104.2 PSS............................................................................................................................................................................. 135 ARRANQUE DE MOTORES....................................................................................................................................175.1 ARRANQUE DIRECTO ................................................................................................................................................... 185.2 MTODOS DE ARRANQUE ............................................................................................................................................ 185.3 ARRANQUE CON MODIFICACIN DEL TAP DEL TRANSFORMADOR................................................................................. 195.4 MOTOR DRIVEN MACHINE (ELMMDM) .......................................................................................................................... 196 APPENDIX: DETAILED INSTRUCTIONS...............................................................................................................21


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- 3 - E l p r o b l e m a d e u n a m q u i n a e n P o w e r F a c t o r y


Seminario DIgSILENT

Anlisis de estabilidad de sistemas de potencia en PowerFactoryEl propsito de los siguientes ejercicios es introducir los mtodos fundamentales para el estudio de losdiferentes fenmenos asociados a la estabilidad de sistemas elctricos de potencia (SEPs). Losdiferentes tipos de clculos y las herramientas disponibles en PowerFactory sern introducidasgradualmente durante los ejercicios de manera de permitir una familiarizacin con los mtodos deanlisis para estabilidad de SEPs, visualizacin e interpretacin de los resultados.

Los instrucciones en los ejercicios procuran ser precisas y concisas. Es la intencin que Ud. intenteresolver las tareas por s mismo. En todos los casos encontrar al final de esta gua instruccionesdetalladas para cada tarea segn la referencia [n], donde n es el nmero bajo el cual encontrar lasinstrucciones en el apndice. Podr usar tambin estas instrucciones detalladas para repetir losejercicios por si mismo luego del entrenamiento.

Durante los ejercicios el instructor le brindar ayuda para la realizacin de las tareas y estar a sudisposicin para contestar preguntas y atender dudas. Por favor, no dude en consultarlo.

Le deseamos xito con la tarea !

1El problema de una mquina en PowerFactory

Iniciar PowerFactory con su nombre de usuario (o usuario de entrenamiento) y crear un nuevoproyecto PS-Estabilidad [1] o similar. Puede tambin elegir un nombre para la red o dejar el nombre

propuesto por el programa.Antes de comenzar a definir la red en el diagrama unifilar, se deber construir la librera del proyectoincluyendo todos los datos elctricos/tipos de los dispositivos elctricos necesarios.

Ingreso de datos para los tipos:

En las siguientes tablas se muestran los datos elctricos correspondientes a una lnea area,un transformador de 2 arrollamientes y un generador. Estos tipos debern ser definidos en lalibrera local del proyecto y se usarn para definir la red [2].

Linea Tipo CCT:

Un 500 kVIrated 1 kAX 0.56306 Ohm/km


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Transformador Trf 500kV/24kV/2220MVA:

Sn 2220 MVAUnHV 500 kVUnLV 24 kVXshc 15 %

Generador Gen 2220MVA/24kV:

Datos bsicos:Sn 2220 MVAUn 24 kV

cosn 1RMS/EMT-Simulacin:Tag 7 srstr 0.003 p.u.xl 0.15 p.u.xrl 0xd 1.81 p.u.xd 0.3 p.u.xd 0.23 p.u.xq 1.76 p.u.xq 0.65 p.u.xq 0.25 p.u.

Td 1.325967 sTd 0.023 sTq 0.3693182 sTq 0.02692308 sSaturacin flujo principal:SG10 0.12396 p.u.SG12 0.177575 p.u.

Ingreso de elementos en el diagrama unifilar:

Crear el caso de estudio de acuerdo al diagrama unifilar mostrado abajo. Insertar los

elementos con los datos dados en la Figura 1 [1]. Datos adicionales al flujo de carga se muestran a continuacin:- La amplitud de la fuente de tension es puesta a: 0.90081 p.u.- El generador es definido como tipo PQ constante.- El generador es despachado con S = 2220MVA y un factor de potencia 0.9


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DIgSILENT

PowerFactory 13.1.252

Exercise 1

Power System Stability and ControlOne Machine Problem

Project: PF Seminar

Graphic: Grid

Date: 11/11/2004

Annex:

G1

Gen2220MVA/24kV

1998.0

0

967.6

8

53.4

1

G~

TrfTrf 500kV/24kV/2220MVA

-1998.0

0

-634.6

4

2.5

6

1998.0

0

967.6

8

53.4

1

1998.0

0

967.6

8

53.4

1

CCT1Type CCT

100. km

-1299.4

0

56.7

9

1.6

7

1299.4

0

412.7

4

1.6

7

1299.4

0

412.7

4

1.6

7

CCT2Type CCT

186. km

-698.6

0

30.5

3

0.9

0

698.6

0

221.9

0

0.9

0

698.6

0

221.9

0

0.9

0

InfiniteSource

-1998.0

0

87.3

2

2.5

6

V~

LV

24.

kV

24.0

0

1.0

0

28.3

4

HV

500.

kV

472.1

3

0.9

4

20.1

2

InfiniteBus

500.

kV

450.4

1

0.9

0

0.0

0

DIgSILENT

Figura 1:Diagrama unifilar de la red

Simulacin de un cortocircuito en la barra HV:

Simular un cortocircuito en la barra HV con una duracin de 110ms y visualizar [6]:

Potencia active del generador Potencia reactiva del generador Corriente del generador ngulo del rotor del generador (referido al ngulo de la barra de referencia) Tensin en la barra HT y LT Mostrar el diagrama P-phi de la simulacin [7]

Para ello se debern definer primero las variables del generador como de las barras/terminals quese desean monitorear [8]. Luego se deber definir dos eventos en la barra HV donde se definirun cortocircuito pata t=0 s y es despejado para t= 110 ms. [9].

Determinar el tiempo crtico de despeje de falla para el sistema.


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Simulacin de cortocircuito en la lnea CCT2:

Simular un cortocircuito a la mitad (50%) de la lnea CCT2 con una duracin de 100ms. Despejarla falla abriendo la lnea.

Determinar el tiempo crtico para el despeje de la falla.

Adicionalmente chequear la corriente a travs de las lneas CCT1 y CCT2 durante la simulacin,como as tambien la velocidad del generador.

Simular un cortocircuito al final (99,99%) de la lnea CCT2 con una duracin de 100 ms. Despejarla falla abriendo la lnea como en el caso anterior.

Determinar nuevamente el tiempo crtico para el despeje de la falla.

Comparar los resultados de los tiempos crticos para el despeje de falla en estos casos con el casode la falla directamente sobre la barra HV. Analizar los resultados.


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- 7 - E s t a b i l i d a d d e p e q u e a s e a l e n e l s i s t e m a d e u n a m q u i n a .


2Estabilidad de pequea seal en el sistema de una

mquina.

Antes de realizar un anlisis de valores propios se desea investigar el sistema de una mquinamediante una simulacin transitoria como la realizada en el ejercicio 1. Por lo tanto, se introducirprimero una pequea perturbacin en el sistema y se analizar luego el comportamiento de lamquina.

Poner primero todos los eventos definidos en el ejercicio anterior fuera de servicio.

Introduciendo una pequea perturbacin:

Mediante la definicin de un evento para la mquina sincrnica incrementar el torque en lamquina en 0,01p.u. para t=0s. [10].

Reducir el torque elctrico del generador G1 nuevamente al valor previo a la perturbacin. Graficar la velocidad del generador.

Determinar la frecuencia y el amortiguamiento de la oscilacin de la velocidad del generador.

Desconectar a continuacin la lnea CCT2 e investigar las diferencias en las oscilaciones de lavelocidad del generador.

En vez de investigar el sistema mediante simulaciones transitorias, se analizar ahora la estabilidad depequea seal mediante la funcin Anlisis Modal en PowerFactory. Los autovalores del sistema son

ahora calculados, mostrndose como resultado las frecuencias de oscilacin propias y los coeficientesde amortiguamiento de cada una.

Anlisis modal:

Ejecutar un flujo de carga y calcular las condiciones iniciales Ejecutar un anlisis modal y calcular todos los autovalores para la velocidad del generador. Imprimir todos los resultados del anlisis de autovalores en la ventana de salida. Analizar aqu

primero los resultados a partir de los autovalores nicamente, y luego incluyendo lainformacin detallada con los factores de participacin [12]

Comparar los resultados de la simulacin en dominio del tiempo con aquellos del anlisismodal para ambos casos


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- 8 - E s t a b i l i d a d d e t e n s i n


3Estabilidad de tensin

A continuacin se analizar la estabilidad de tensin del sistema de una mquina. Esto puede serllevado a cabo mediante el uso de curvas tensin-potencia reactiva (V-Q) y curvas potencia activa-tensin (P-V). Para agilizar el cambio de los parmetros del sistema (por ejemplo el P de las cargas) ygenerar las curvas P-V y V-Q se proveen de escritos DPL que automatizan esta tarea.

Curvas V-Q:

Desactivar primero el proyecto [3]. Importar el archivo denominado V-Q-Curve.dzdirectamente dentro del caso de estudio [13]. Activar el proyecto nuevamente.

Cambiar la tension de operacin de la barra de potencia infinita a 1p.u. Antes de ejecutar el escrito DPL se deber definir primero un set de comandos DPL con el

generador G1 y la barra LV[14]. Editar luego el escrito DPL V-Q-Curve y elegir el set de comandos DPL recientemente creado

como seleccin general del escrito [15]. Ingresar a continuacin el rango de tensin a ser analizado:

-mxima tensin en la barra LV-Mnima tensin en la barra LV-Paso de tensin para el clculo

Adems, ajustar la salida de potencia activa del generador para producir diferentes curvas V-Q.-mxima potencia activa del generador G1

-mnima potencia activa del generador G1- paso para al potencia activa del generador

El escrito DPL generar automticamente tantas curves V-Q como pasos para al potencia active delgenerador se hayan elegido. Tambien es posible mostrar todas las curvas sobre un mismo diagrama.Observar adems que el escrito DPL cambia el despacho del generador de P-Q a P-V (tensin en labarra LV) para la generacin de las curvas V-Q.

Curvas P-V:

Para visualizar las curves P-V se deber importar otro escrito DPL y realizar algunasmodificaciones en la red. Es por lo tanto aconsejable el realizar una copia de seguridad delproyecto en el disco rgido o bien trabajar sobre una revisin del proyecto.

Desactivar primero el proyecto [3]. Importar el archive denominado P-V-Curve.dz. Como destino elegir directamente el caso de

estudio con el que se ests trabajando [13]. Activar el proyecto nuevamente

Para analizar la caracterstica P-V el generador debe ser puesto fuera de servicio y se debeconectar una carga en el Terminal LV. Definir para esta carga una potencia activa y unfactor de potencia constante.

Definir un set de comandos DPL con la carga recientemente agregada y el Terminal LV.


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- 9 - E s t a b i l i d a d d e t e n s i n


Editar luego el escrito DPL P-V-Curve y elegir el set de comandos DPL recientemente creadocomo seleccin general del escrito [15].

Definir ahora el factor de escalonamiento para al carga de acuerdo con el valor de la potenciaactiva que haya definido para al misma. Mas an se puede especificar el factor de potenciapara al carga, indicando si este es capacitivo o inductivo.

Observar las diferencias en la curva para al mxima potencia transmitida usando diferentesvalores de factor de potencia.


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- 1 0 - S i s t e m a d e e x c i t a c i n i n c o r p o r a d o ( B u i l t - i n )


4Sistema de excitacin incorporado (Built-in)

A continuacin se incluir un regulador de tensin (AVR) y un estabilizador (PSS) para el generador.De esta manera se incluir en el estudio los reguladores del generador y se analizar su influenciasobre la estabilidad del sistema que est siendo analizado.

4.1AVR

En primer lugar se crear un regulador de tensin y se verificar su respuesta en lazo abierto. Luegoel regulador de tensin se conectar al generador y se verificar su respuesta en lazo cerrado.

Respuesta en lazo abierto:

Mediante el administrador de datos crear un nuevo Modelo comn (Common-Model) dentrode la carpeta de la red del sistema [16].

Seleccionar el bloque vco_EXAC1A de la librera IEEE estandard de controladores queencontrar dentro de la librera global de PowerFactory[16].

Ingresar el nombre y los parmetros de acuerdo con la tabla de la pgina siguiente.

Ejecutar un flujo de carga y calcular las condiciones iniciales para verificar la no existencia deerrores.

Verificar la respuesta del modelo a lazo abierto:

Chequear el modelo con una respuesta al escaln en la entrada de tensin usetp (respuestaa lazo abierto) [17]

Definir un set de variables para monitorear la respuesta del AVR y visualizar los resultados dela simulacin [18].

Para verificar la configuracin del controlador, mostrar el diagrama de bloques del mismo[19].

Respuesta a lazo cerrado:

Mediante el administrador de datos crear un nuevo modelo compuesto (Composite Model)dentro de la red [20]..

Seleccionar el frame IEEE-frame no droop dentro de la libreria IEEE estndar provista en lalibrera global de PowerFactory [20]..

Definir un nombre para este nuevo modelo de planta. Setear las referencias al generador sincrnico G1 y al regulador de tensin (AVR)

previamente definido [20]..

Ejecutar un flujo de carga y calcular las condiciones iniciales para verificar la no existencia deerrores.

Verificacin el modelo en lazo cerrado aplicando un escaln en el valor de referencia de la tensin(setpoint):


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Aplicar un escaln a la tensin de referencia usetp[17].

Puede cambiar los ajustes de los parmetros del regulador de tensin (AVR) y observar suinfluencia en la respuesta al escaln. Visualizar los resultados de la respuesta al escaln [18]..

Ajustes del regulador de tensin (AVR) the vco_EXAC1A:

--------------------------------------------------------------------------------

| | DIgSILENT | Project: |

| | PowerFactory |-------------------------------

| | 13.0.252 | Date: 11/11/2011 |

--------------------------------------------------------------------------------

|Grid:Grid Syst.Stage:Grid | Annex: / 1 |

--------------------------------------------------------------------------------

|AVR G1 Common Model 1 /1 |

--------------------------------------------------------------------------------

|Model Definition \Library\Models\IEEE\Models\vco_EXAC1A |

|Out of Service No |

| Parameter |

| Tr Measurement Delay [s] 0.0000 |

| Tb Filter Delay Time [s] 1.0000 |

| Tc Filter Derivative Time Constant [s] 1.0000 |

| Ka Controller Gain [p.u.] 500.0000 |

| Ta Controller Time Constant [s] 0.2000 || Te Excitor Time Constant [s] 0.0100 |

| Kf Stabilization Path Gain [p.u.] 0.0300 |

| Tf Stabilization Path Delay Time [s] 1.0000 |

| Kc Excitor Current Compensation Factor [p.u.] 0.3470 |

| Kd Excitor Current Derivative Factor [p.u.] 0.0500 |

| Ke Excitor Constant [p.u.] 1.0000 |

| E1 Saturation Factor 1 [p.u.] 7.4025 |

| Se1 Saturation Factor 2 [p.u.] 0.2416 |

| E2 Saturation Factor 3 [p.u.] 9.8700 |

| Se2 Saturation Factor 4 [p.u.] 1.5373 |

| Vrmin Controller Minimum Output [p.u.] -10.0000 |

| Vrmax Controller Maximum Output [p.u.] 10.0000 |

| |

--------------------------------------------------------------------------------


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TrainingC

ourseD

ocum

e

nts[Last

m

odified:

10/31/2008

]

Vr

Vf

uerrs..

yi

O

curex

Vfe

o18 KeSe

Veyi3yi1

upss

usetp

o12Vcu

Vs

--

-

KKd

Se(efd)+KeKe,E1,Se1,E2,..

sK/(1+sT)Kf,Tf

[1/sTTe

_{K/(1+sT)}_Ka,Ta

Vrmin

Vrmax

(1+sTb)/(1+sTa)Tb,Tc

_Fex_Kc

0

1

1/(1+sT)Tr

vco_EXAC1A: IEEE Modified Type AC1 Excitation System

1

0

2

3

Figura2:Diag

ramadebloquesdelreguladordetensinvco_EXAC1A


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A continuacin se analiza la influencia del regulador de tensin (AVR) sobre la estabilidad de pequeay grandes seales. Por lo tanto, se deber verificar que tanto el modelo compuesto como el regulador

estn puestos en servicio. Simular las perturbaciones introducidas en el ejercicio 1:_ Cortocircuito en la barra HV_ Cortocircuito en la mitad de la lnea CCT2. Despejar la falla desconectando la lnea como

se realiz en el ejercicio 1.

Determinar el tiempo crtico de despeje de falla para ambos casos.

Comparar los resultados y los tiempos crticos de despeje de fallas con aquellos obtenidossin el regulador.

Ejecutar un anlisis modal para el sistema con el AVR. Generar una salida para los valores propios, amortiguamientos y frecuencias propias del

sistema, comparando estos resultados con aquellos del sistema sin regulador.

4.2PSS

Luego de haber analizado la respuesta del generador incluido su regulador de tensin, se agregar acontinuacin un estabilizador de potencia (PSS). El PSS es conectado al frame de control delgenerador y se simular la respuesta en lazo cerrado.

Respuesta en lazo abierto:

Mediante el administrador de datos crear un nuevo Modelo comn (Common-Model) dentrode la carpeta de la red del sistema [16].

Seleccionar el diagrama de bloques pss_STAB2A desde la librera standard IEEE provista enla librera global de PowerFactory[16].

Ingresar el nombre y los parmetros de acuerdo a la tabla en la pgina siguiente.

Ejecutar un flujo de carga y calcular las condiciones iniciales para verificar la no presencia deerrores.

Verificar la respuesta en lazo abierto del modelo procediendo de manera similar a la usada con elregulador de tensin:

Chequear el modelo con una respuesta al escaln aplicada en la potencia de entrada pgt(test de lazo abierto) [17].

Definir un set de variables para monitorear el PSS y visualizar los resultados de la simulacinde la respuesta al escaln durante aproximadamente un segundo [18].

Para verificar el armado del PSS, mostrar un diagrama de bloques del controlador [19].


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Respuesta en lazo cerrado:

Editar el modelo compuesto (composite model) para el generador y elegir el PSSrecientemente definido para el slot del estabilizador de potencia [20].

Ejecutar un flujo de carga y calcular las condiciones iniciales para verificar la no presencia deerrores.

Ajustes para el PSS pss_STAB2A:

--------------------------------------------------------------------------------


| | PowerFactory |-------------------------------

| | 13.0.252 | Date: 11/11/2011 |

--------------------------------------------------------------------------------

|Grid:Grid Syst.Stage:Grid | Annex: / 1 |

--------------------------------------------------------------------------------

|PSS G1 Common Model 1 /1 |

--------------------------------------------------------------------------------

|Model Definition \Library\Models\IEEE\Models\pss_STAB2A |


| Parameter |

| K2 Washout Factor [p.u.] 1.0000 |

| T2 Washout Time Constant [s] 4.5000 |

| K3 Signal Transducer 1th Factor [p.u.] 1.3000 |

| T3 Signal Transducer Time Constant [s] 2.0000 || K5 Output Filter Factor [p.u.] 1.5000 |

| T5 Output Filter Time Constant [s] 0.0100 |

| inv -1 [-1] -1.0000 |

| K4 Signal Transducer 2th Factor [p.u.] 1.0000 |

| Hlim Controller Maximum Output [p.u.] 0.0500 |

| |

--------------------------------------------------------------------------------

Verificar el modelo mediante la respuesta al escaln en lazo cerrado en la referencia de tensin:

Verificar la respuesta del modelo aplicando un escaln en la referencia de tensin paux[17].

Se pueden modificar los ajustes de los parmetros del estabilizador de manera de observar suinfluencia en la resuesta al escaln.

Visualizar los resultados de la respuesta al escaln [18].

A continuacin se analizar la influencia del estabilizador PSS recientemente agregado sobre laestabilidad de pequeas y grandes seales. Verificar por lo tanto que el AVR y el PSS estn puestosen servicio.


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Simular las perturbaciones introducidas en el ejercicio 1:_ Cortocircuito en la barra HV_

Cortocircuito en la mitad de la lnea CCT2. Despejar la falla desconectando la lnea comose realiz en el ejercicio 1.

Determinar el tiempo crtico de despeje de falla para ambos casos.

Comparar los resultados y los tiempos crticos de despeje de fallas con aquellos obtenidossin el estabilizador.

Ejecutar un anlisis modal para el sistema incluyendo el regulador de tensin (AVR) y elestabilizador (PSS).

Generar una salida para los valores propios, amortiguamientos y frecuencias propias delsistema, comparando estos resultados con aquellos del sistema sin estabilizador.


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TrainingC

ourseD

ocum

e

nts[Last

m

odified:

10/31/2008

]

paux

pgt

K/(1+sT)K5,T5

K/(1+sT)K5,T5

KBK4

K/(1+sT)K3,T3

KBinv

KsTd/(1+sT1)K2,T2,T2



pss_STAB2A: Power System Stabilizing Unit (ASEA)

1

0

Figura3:Diag

ramadebloquesdelpss_STAB2A(powersystemstabilizer).


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- 1 7 - A r r a n q u e d e m o t o r e s


5Arranque de motores

En este ejemplo se usar un sistema de 9 barras de 230 kV, que contiene 3 diferentes generadores yalgunas cargas. En el ejercicio, se modelar el motor asincrnico auxiliar del generador G3. Luego sesimularn diferentes tipos de arranque para este motor, de manera de evaluar el impacto sobre lared.

Importar y activar el proyecto file Arranque de Motores_Inicio [4] Definir una revisin del caso de estudio base del proyecto utilizando algn otro nombre, por

ejemplo Arranque Motor.

M~Motor

2.2

3MW

0.8

4Mvar

3.5

0kA

Motor Trf

2.2

4MW

1.0

9Mvar

0.1

0kA

-2.2

3MW

-0.8

4Mvar

3.5

0kA

-45.57 MW-13.98 Mvar

.

Line5

47.2

9MW

-17.1

2Mvar

0.1

2kA

-46.47 MW-16.79 Mvar

0.12 kA

92.04 MW30.77 Mvar

.

T3

-83.5

0MW

15.0

5Mvar

0.2

1kA

83.5

0MW

-11.0

9Mvar

3.4

4kA

G~G3

85.7

4MW

-10.0

0Mvar

3.5

2kA

Line 4

.

0.1

1kA

36.2

1MW

2.0

8Mvar

0.0

9kA

Load

C

.0.27

kA

M

otorBus

0.3

9

0.9

8

26.0

0

Bus3

14.141.0

21.4

0

Bus9

237.421.0

3

148.75

Figura 4: Diagrama unifilar del motor a ser agregado al sistema de nueva barras.

Agregar el elemento motor al sistema de nueve barras de acuerdo a como se indica en la Figura 4.Para ello:

Definir una nueba barra de Un = 0,4 kV en el sistema. Agregar el transformador del motor utilizando el tipo Motor-Trf de la librera de proyecto. Agregar a continuacin el motor utilizando el tipo (TypAsmo) 2500kW Motor de la librera

del proyecto.


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Editar el elemento motor y ajustarlo en la pgina para el flujo de carga como tipo AS conuna potencia activa de 2.23 MW.

Verificar los resultados mostrados en la Figura 4 mediante un clculo de flujo de carga.

5.1Arranque Directo

Simular un arranque de motor utilizando para ello primero la funcin de arranque directo predefinidaen PowerFactory. Para ello:

Seleccionar el motor y aquellas barras (seleccin mltiples) para las cuales se quieramonitorear la tensin durante el arranque.

Correr la simulacin de arranque automtica por 10 s. Observar los diagramas creados automticamente por la funcin, como as tambien los

eventos definidos.

5.2Mtodos de Arranque

Editar el motor. En la pgina correspondiente a la simulacin RMS (segunda pgina) habilitar la opcin para el

uso de diferentes mtodos de arranque.

Caso A: Seleccionar un arranque estrella tringulo.

Ajustar el cambio de estrella a tringulo luego de 10 s. Ejecutar nuevamente la simulacin durante 20 s. Utilizar un archivo de resultados diferentesde manera de poder comparar las curvas del arranque directo con el arranque estrella-tringulo.

Caso B: Seleccionar un arranque con resistencia variable de rotor. Completar la tabla con los siguientes datos:

ResistenciaAdicional [p.u.]

Tiempo[s]

0,5 0

0,3 100,15 150 20

Ejecutar nuevamente la simulacin durante 20 s. Utilizar un archivo de resultados diferentesde manera de poder comparar las curvas con los mtodos de arranque anteriores.


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5.3Arranque con modificacin del tap del transformador

Se simular el arranque del motor modificando la posicin del tap del transformador MotorTrf. El tap del transformador est dividido en pasos de 2,5%. Verificar este dato en la pginadel flujo de carga del tipo correspondiente del transformador.

Definir un evento de parmetro para nntap_int del transformador del motor. Inicialmente definir la variable nntap_int en la posicin 20 para t=0 (correspondiente al

50%) Cambiar luego a la posicin 10 (75%) para t=10s. Seguidamente cambiar a la posicin 4 (90%) para t=15s. Finalmente cambiar a la posicin 0 (100%) para t=20s. Correr la simulacin y observar los resultados. Graficar la caracterstica torque elctrico/mecnico en funcin de la velocidad. Qu diferencia

se aprecia respecto a los casos anteriores?

5.4Motor Driven Machine (ElmMdm)

Por el momento se ha usado para las simulaciones el modelo de carga mecnica incorporado en elelemento motor. A continuacin se aplicar un modelo mas detallado de carga, lo que se implementaen PF mediante el elemento ElmMdm o Motor Driven Machine.

Para definir un modelo de carga mecnica externo al motor proceder de la siguiente manera:

Clic con el botn derecho del ratn sobre el smbolo del motor y seleccionar Define -> MotorDriven Machine (mdm). Seleccionar el modelo ElmMdm_3. En la pgina RMS del elemento MDM ingresar los datos mostrados en la tabla a continuacin. Chequear la nueva curva de carga mecnica y la caracterstica torque velocidad en la pgina

RMS del elemento motor. Ejecutar la simulacin RMS para el nuevo modelo de carga mecnica.

Visualizar las curvas de torque mecnico vs. velocidad y de torque elctrico vs. velocidadresultante de la simulacin. Para ello hacer uso de un diagrama X-Y.

Comparar estas curvas con aquellas mostradas en la ventana de dilogo del motor.


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| | PowerFactory |-------------------------------

| | 13.1.252 | Date: 11/11/2004 |

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|Grid:Nine_Bus Syst.Stage:Motor Starting | Annex: / 1 |

--------------------------------------------------------------------------------

|Vers. 10.31-Model mdm__3 Vers. 10.31-Model mdm__3 1 /1 |

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| |

|alf1;Torque at synchronous speed 1.0000 p.u. |

|slipm;Slip at min. torque 0.8000 p.u. |

|exp1;Exponent of first polynom. function 2.0000 |

|alf2;Torque at standstill 0.2000 p.u. |

|exp2;Exponent of second polynom. function 2.0000 |

|xkmm;Torque at slip = Slipm (min. torque) 0.1000 p.u. |

| |

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- 2 1 - A p p e n d i x : D e t a i l e d I n s t r u c t i o n s


6Appendix: Detailed Instructions

#1: To create a new project

Main Menu: "File - New" (Ctrl + N). This opens the "New" dialog. Tick the option "New - Project".Enter the project's name. Make sure that the 'Target Folder' points to the folder in which you want tocreate the project (normally that is your user account folder).

Press Execute. A grid is automatically created in the new project and a dialog will pop up asking youfor the name of that grid. The empty single line diagram for the newly created grid will be shown.

You may change the name of the project after you have created it through the main menu: "Edit -

Project". This menu-option opens the project dialog. Be careful not to change any settings or buttonswhich you do not know.

You can change the name of the Study Case through the main menu : "Edit - Study Case". Here youcan change the name of the study case, but you can also change the settings of the Grids that areactivated by the study case. To change the grids, press the button "Grids/System Stages". This opensa list of all Grids. You can either double-click the name to change it (press "return" twice to confirmthe change), or you can select the Grid that you want to change (by left-clicking the icon in the firstcolumn), and press the "Edit Object" Button in the current window.

#2: Inserting Elements inside the Library

First open the data manager and select the local library of your active project. Then press the New

object button and select the right device type for inserting into the library for the list shown.When the data is inserted, you can select this type for the according element from its edit dialog byusing the option Select project type

#3: (De)activating a Project

The last 5 active projects are listed at the "File" menu on the main menu bar. The currently activeproject is the first one in this list. To deactivate the currently active project, select it in the list (leftclick it). Alternatively, you may choose the option "File - Close Project" from the main menu.

To activate a project, select it in the list of 5 last active projects. To activate a project that is not inthe list of 5 last active projects, use the option on the main menu "File - Open project". This brings atree with all the projects in your user account. Select the project that you want to activate.

#4: Import a DZ File from Disk

Press Main Menu: File -> "Import" or the button in the data manager. Select the file on diskthat you want to import. If required, press the black arrow button to select another path to which you


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want to import the objects in the file. This opens a tree with all the folders in your database fromwhich you can select the correct folder (normally, this would be your user account folder).


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#5: Inserting Elements into the Single Line Graphic

You may want to maximise the drawing area by pressing the button. Press this buttonagain to return to normal viewing mode.

Select an object in the drawing toolbox. (start with a busbar or terminal)

Move to the drawing area. Position the element by a left click. When you want to move it,select it with a left mouse click, then drag it along.

Select a busbar/terminal and drag the small black squares to resize the busbar/terminal

Connect a branch/load/generator etc. by clicking on a busbar/terminal

Double-click an element to open its dialogIn an element's dialog, press the small button with the down-arrow to select a type. Choose "SelectProject Type" to jump to the local, project specific, type-library.

Tips:

Start entering a new grid by drawing all busbars/terminals. Then connect the branchesbetween them.

Use the zoom function.

Use the undo button if you have drawn an object of the wrong type

#6: Visualizing Results

With the button add an new graphics page to the case and select Virtual InstrumentPanel. This will create a new VI page, where plot can be shown.

Append a number of virtual instruments (VIs) to the empty page by using the Append VIs

button and entering the number of VIs. Thus a specified number of empty plots will occurin the page.

For a normal plot use the Subplot (VisPlot) VI for showing time dependent variables.

In the edit dialog of the plot you can then define the variables to look at.

#7: Visualizing Dependent Variables

Append a virtual instrument to the VI page by using the Append VIs button . Forshowing a variable depending on a second variable use the X-Y Plot (VisXyplot) and thendefine a variable for the x-axis and one for the y-axis in the edit dialog of the plot.


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#8: Defining a Variable Selection

Before defining the variables to monitor the initial conditions have to be calculated (using thebutton)

Then right-click on the element to be monitored and select Define -> Variable Set (Sim)from the context sensitive menu.

All variable sets of selected elements are now shown. Double-click the element you justselected.

This brings a selection window, where you can create, select or edit a set of variables. If avariable set is edited, then a variable set manager will pop up. This variable set managershows in the left pane the available variables, and in the right pane the selected variables.

Press the [] buttons to move the selected variable from the one to the other pane.Use the various filter settings to show more available variables.

The variable set will now consist of the selected variables, which are now ready to show in aplot.

#9: Defining Simulation Events

Before running the simulation it is often necessary to define simulation events, which will take placeduring the next simulation.

Before specifying an event the initial conditions have to be calculated (using the button)

Then events can be created and defined by opening the current event list ( ) and then

create new events using the New Object button .

#10: Changing the Generator Torque

Similar to defining the short-circuit events for this exercise a Event of Synchronous Machine

(ElmSym) is created in the event list ( ) using the New Object button .

Make sure you reset the calculation or run the initial conditions before trying tochange the events.

Enter the additional torque 0.01p.u. for the first event.

Enter the additional torque -0.01p.u. for the second event to get back to the pre-disturbancevalues


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#11: Calculate the Eigenvalues

Before calculating the eigenvalues with the modal analysis you have first to calculate theinitial conditions using the button

Then the button for the Modal Analysis is becoming active . Run the modal analysis tocalculate all system eigenvalues.

#12: Output the Calculated Eigenvalues

Using the function Output Calculation Analysis and then selecting the optionEigenvalues the output of Eigenvalues is activated.

Select from the options, which information should be printed to the output window:- Eigenvalues- Participations- Participations detailed

When using the Participation/Participation detailed option the Select Eigenvalue(s) dorp downmenu should be set to filtered. You can edit the filter to a specific maximal damping of themode or to a maximal period duration time.

#13: Import of DLP Scripts

Press Main Menu: File -> "Import" or the button in the data manager. Select the project file ondisk that you want to import.

Press the black arrow button to select the study case to which you want to import the script. Thisopens a tree with all the folders in your database from which you can select the correct folder(normally, this would be your user account folder).

#14: Defining a DPL Command Selection

Multi-select the required elements in the grid or in the data manager.

Right-click the selection.

Select Define -> DPL Command Set from the context sensitive menu.

The DPL command set is stored inside the study case.


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#15: Running a DPL command

Double-click the DPL command. Insert/Change the listed parameters.

Select the DPL command set for the general selection of the script.

#16: Creating a Common Model

Open the data manager and select the grid in the left window of the manager.

Select the New Object button and select Common Model in the upcoming dialog.

Chose the controller definition vco_ESDC1A from the global library in the folder\Library\Models\IEEE\Models\.

Press OK and insert the controller parameter.

#17: Open-Loop Test

Open the event list ( ) and use the New Object button to insert a Set Parameter(EvtPara) event

Select the AVR controller for the element.

Insert the name of the variable usetp and the new value for this variable (=0.9).

#18: Defining Variables and Visualizing Results

According to [8] and [6] define and visualize the input variables u and usetp and the output(excitation) voltage uerrs to the generator.

#19: Show Block Diagram

Open the data manager and select the AVR element inside the grid or

Select the AVR using the button edit calculation relevant objects .

Right-click the element AVR G1.


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Select the option Show Graphic in the context-sensitive menu.

#20: Creating a Composite Model

Open the data manager and select the grid in the left window of the manager.

Select the New Object button and select Composite Model in the upcoming dialog.

Chose the controller definition IEEE-frame no droop from the global library in the folder\Library\Models\IEEE\Frames\.

Press OK and insert the references to the generator and the AVR by right-clicking the slot andselect select element/type.

#21: Defining a new Revision

Right-click the active study case in the data manager and select the option New -> Revision.

Insert a name for the new study case (i.e. motor start-up).

Input a name for the new system stage (i.e. also motor start-up).

Now the new study case is activated.

#22: Running an Automatic Motor Start-Up

Select one motor and at least one bus bar or several in the network.

Right-click the motor symbol or another selected element.

Select the option Calculate -> Motor Startup

Insert the time period for the simulation.

estabilidad digsilent

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