Modelado de Transf. 3W y PST
TEMARIO CONTENIDO • Tridevanados (3W) • • • •
Conceptos básicos Usos Datos de placa Bases
• PST – Phase Shifting Transformers • Conceptos básicos. Angulo • Uso • Impedancia cagallegos@gmail.com
Tres devanados por fase
• La potencia que entra (generalmente por Ep) debe ser igual a la que sale (generalmente por Es y Et) • No existe punto de neutro o punto común
Causas Causas: • Se necesitan dos devanados de carga • Se requiere eliminar-atenuar armónicos • Problemas de aislamiento • Ventajas de los autotransformadores • Plantas de Generación • Rectificación (HVDC)
Usos de los transform. Tridevanados USO
Grupo vectorial
Autotransformador
Yyd (Yyod1)
Cargas estándar Variadores de velocidad de doce pulsos
Dyy (Dy1y1) Ddy (Ddoy1)
Mitigación de armónicos Ddy Yyd Transformador potencia con devanado alta de 230 kV; aislamiento Plantas de generación Doble alimentación HVDC Plantas solares
Ydd Ddy (es Yyd) Yyd Ydd ó Dyy
Tres devanados por fase
• La potencia que entra (generalmente por Ep) debe ser igual a la que sale (generalmente por Es y Et) • No existe punto de neutro o punto común
Modelo del Transformador 3W Su diagrama circuital correspondería a:
Z2 Z1
Z3
Z2 En p.u Z1 Z3
Modelo del Transformador 3W El nodo interior es ficticio. No existe. En realidad hay tres devanados conectados magnéticamente. Aún así, obsérvese que si: • Se cortocircuita el devanado 2 (S), se deja abierto el 3 (T), y se asocia una fuente al devanado 1 (P), se podría medir la impedancia Z1 + Z2. A esta impedancia la llamaremos, Z12 • Se cortocircuita el devanado T, se deja abierto el S, y se asocia una fuente al devanado P, se podría medir la impedancia Z1 + Z3 A esta impedancia la llamaremos, Z13 • Se cortocircuita el devanado T, se deja abierto el P, y se asocia una fuente al devanado S, se podría medir la impedancia Z2 + Z3 A esta impedancia la llamaremos, Z23 En las pruebas se alimenta con una magnitud de voltaje, hasta cuando se alcance la corriente nominal en uno de los devanados.
Prueba física entre 1 y 2: <= 80 Prueba física entre 1 y 3: <= 30 Prueba física entre 2 y 3: <= 30
Prueba física entre 1 y 2: <= 50 Prueba física entre 1 y 3: <= 40 Prueba física entre 2 y 3: <= 40
Impedancias del modelo Finalmente y con base en Z12, Z13 y Z23 se hayan las impedancias del modelo ( , , NO del transformador)
Es incluso frecuente que una de las impedancias de negativa (son impedancias del modelo, no del Z2 transformador) Ejemplo:
0.10525 0.01465 0.12115
Obsérvese que Z12 = 0.0906, Z13 = 0.2264, Z23 = 0.1065. Todas son positivas
Z1 Z3
EJEMPLO
1, 34 MVA, 7.80% 9, 34 MVA, 9.22%; 12 MVA , 8.28%; 12 MVA, 4.15% 21, 34 MVA, 11.7%
Ejemplo Internamente el software, debe realizar cambios de base y finalmente calcular el modelo. Vamos a desarrollar parcialmente lo anterior, como lo haría el software con base en la placa anterior. Z12 = 9.22% (34 MVA); Z13 = 8.28% (12 MVA); Z23 = 4.15% (12 MVA)
Primero se selecciona una base arbitraria de MVA. Supongamos 100 MVA, por lo tanto Z12 = 9.22% *100/34; Z13 = 69%; Z23 = 34.58%
Se podría entonces afirmar que las tres impedancias anteriores, son a 100 MVA 0.3077 Luego se calculan las impedancias del modelo: 0.0365 0.3823
-0.0365
0.30777 0.3823
Bases - 3W
Que impedancia se debe utilizar? La mas alta? Mas baja? El transformador tiene una impedancia de 6.02% a una potencia base de 18 MVA Si la potencia base es 30 MVA, su impedancia sería de 10.02% Es un valor diferente: 6.02 ≠ 10.02, pero desde el punto de vista eléctrico, es el mismo valor. 10.02 6.02 ∗
30 18
Bases - 3W La prueba para medir la impedancia se debe realizar con potencia ONAN – ONAF? Debe dar igual. El transformador anterior tiene una impedancia de 9.22% a una potencia base de 34 MVA Si la potencia base fuese 56 MVA, su impedancia sería de 15.19% Es un valor diferente: 9.22 ≠ 15.19, pero desde el punto de vista eléctrico, es el mismo valor. Si ambas se pasan a una base de 100 MVA, el resultado sería 100 27.12% 34 15.19∗ 27.12% 9.22 ∗
3W - Carga Prueba física entre 1 y 2: <= 250 Prueba física entre 1 y 3: <= 250 Prueba física entre 2 y 3: <= 250 Modelo en pu base 250
3 0.1046
1 -0.0204 0.106
2
PST
Phase Shifting Transformers Transformadores Desplazadores de Fase
PST Rondisonne (Italia – Francia)
PST
PST
PST
PST-Pácifico Valle
PST
PST
PST PST Phase Shifting Transformers • El transformador tradicional, permite que al cambiar de “tap”, se modifique la magnitud del voltaje. • Este transformador (PST) en un sistema en anillo, permite no solo variar la magnitud del voltaje, sino además el ángulo, de tal forma que se modifica el flujo de potencia activa (MW)
Q (Mvar)
≮
P (MW)
PST • 400 / 400 kV en Divaca TSO in charge: ELES
• 220 / 220 kV PST en Padriciano ( Italia). TSO: TERNA • 110 kV / 132 kV PST en Steinach • 220 / 220 kV PST en subestación Lienz, línea Lienz – Soverzene
PST Instalación de 3 PST 380 kV, 400 MVA, + 25 ° / - 25 ° 1 en Zandvliet 2 en Van Eyck
TSOs: Elia
Kundur
PST Ejemplo Kundur: Capacidad nominal: 300 MVA Voltajes nominales del transformador: 220/230 kV Zcc = 14.5% Variación de ángulo de fase: ± 40º , 36 pasos
PST En forma similar a los transf. tradicionales, el cambio de tap, modifica la impedancia del transf.
1.8 y = 0.0005x2 - 0.0033x + 1.0003
1.6
Paso:
1.4
80 2.22222 36
1.2 Series1
1
Polinómica (Series1)
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
10
20
30
40
50
PST
PST
Tap mín y Tap máx se refiere a ángulo El delta ahora es de ángulo: 2.2222 Se ajusta es Pset y no Uset Pset = 50%
IMPEDANCIA - PST
PST
Gracias César A. Gallego S. cagallegos@gmail.com Cel. 302 307 1111
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