iINDICE

CAPITULO 1 LA MAQUINA SINCRONA 1 1.1. Generalidades 1 a. Generador conectado a una barra infinita 1 b. Condiciones de puesta en paralelo 1 c. Generador alimentando una carga individual 2 1.2. Parmetros de la mquina sncrona 2 a. De rgimen permanente 2 b. De rgimen transitorio (sin considerar enrollados amortiguadores) 2 1.3. Circuitos equivalentes de la mquina sncrona 2 1.4. Ecuaciones de Potencia 3 a. Generador de rotor cilndrico 3 b. Motor de rotor cilndrico 5 c. Generador de polos salientes 6 Problemas propuestos 9 CAPITULO 2 REGULACION DE TENSION O CONTROL DE VOLTAJE 11 2.1. Introduccin 11 2.2. Clasificacin de las variaciones de tensin 11 2.3. Formas de regular las variaciones lentas de tensin 11 2.4. Formas de actuar de los medios de regulacin de tensin 12 2.5. Regulacin de tensin por inyeccin de potencia reactiva 12 a. Lnea corta de transmisin 12 b. Lnea de longitud media o larga 15 c. Sistema enmallado 16 2.6. Regulacin de tensin mediante transformadores con cambio de TAP (TCT) 19 2.6.1 Sistema de transmisin radial con un TCT en el extremo transmisor 20 2.6.2 Sistema de transmisin radial con un TCT en ambos extremos de la lnea 21 2.7. Regulacin de tensin mediante el uso combinado de TCT e inyeccin de

Potencia Reactiva 24

Problemas propuestos 26 CAPITULO 3 CALCULO DE FLUJOS DE POTENCIA 28 3.1. Introduccin 28 3.2. Planteamiento del problema bsico 28 3.3. Modelo de representacin del SEP 29 3.3.1. Tipos de barras 29 3.3.2. Representacin de los elementos del SEP 30 a. Lneas 30 b. Transformadores 30 c. Generadores 30 3.4. Planteamiento matemtico para un SEP de n barras 30 3.4.1. Ecuaciones de barras 30 3.4.2. Ecuaciones del flujo de potencias 30 3.4.3. Potencia perdida en la transmisin 31 3.4.4. Clculo de las tensiones de barras 31 3.5. Tcnicas de solucin para el problema del flujo de potencias 32 3.5.1. Mtodo de Gauss 32 3.5.2. Mtodo de Gauss-Seidel 33 a. Caso general 33 b. Aplicacin del mtodo de Gauss-Seidel YB al clculo de flujos de potencias 33 b.1 Sistemas con barras de carga y flotante solamente 33

ii b.2 Sistemas con barras de carga, tensin controlada y flotante 34 3.5.3. Mtodo de Newton-Raphson 39 a. Formulacin general 39 b. Aplicacin al clculo de flujos de potencias 41 3.5.4. Mtodo de Newton-Raphson desacoplado (MNRD) 45 3.5.5. Mtodo de Newton-Raphson desacoplado rpido (MNRDR) 46 3.6. Flujo de Carga DC o Flujo de Potencia de Corriente Continua 48 3.7. Clculo de flujos de potencia en sistemas radiales 52 3.7.1. Introduccin 52 3.7.2. Modelacin del sistema 53 a. Modelacin de la red 53 b. Modelacin de las barras 53 c. Modelacin de las ramas 53 d. Modelacin de los transformadores de distribucin 53 e. Modelacin de las cargas 53 f. Modelacin de los condensadores shunt 53 3.7.3. Mtodo suma de potencias 54 a. Clculo de las potencias equivalentes 54 b. Clculo de los voltajes 54 c. Criterios de convergencia 56 Problemas propuestos 56 CAPITULO 4 DESPACHO ECONOMICO DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA 59 4.1. Introduccin 59 4.2. Despacho econmico sin considerar las prdidas 59 4.2.1. Formulacin del problema 59 4.2.2. Solucin sin considerar lmites de generacin 59 4.2.3. Solucin considerando los lmites en las potencias generadas 62 4.3. Despacho econmico considerando las prdidas en las red 65 4.3.1. Formulacin del problema 65 4.3.2. Solucin sin considerar lmites de generacin 65 4.3.3. Solucin considerando los lmites de generacin 66 4.3.4. Clculo de las prdidas en la red 69 Problemas propuestos 71 CAPITULO 4 ESTUDIO Y ANALISIS DE FALLAS 73 5.1. Introduccin 73 5.2. Tipos de fallas 74 5.3. Clculo de Cortocircuitos 74 5.3.1. Objetivos 74 5.3.2. Aproximaciones 74 5.4. Cortocircuitos trifsicos simtricos 75 5.4.1. Comportamiento de un generador en condiciones de cortocircuito trifsico

simtrico 75

a. El generador en vaco antes de producirse la falla 75 b. El generador en carga antes de producirse la falla 76 c. Concepto de potencia de cortocircuito 77 d. Algunos antecedentes relativos a la seleccin de interruptores 78 5.4.2. Cortocircuitos trifsicos simtricos en un SEP 80 a. Mtodo tradicional 80 b. Clculo sistemtico (Mtodo general) 80 5.5. Cortocircuitos Asimtricos 85 5.5.1. Componentes simtricas 85

iii a. Consideraciones generales 85 b. Relacin entre voltajes (corrientes) de secuencia y de fase 85 c. Potencia en funcin de las componentes simtricas 87 5.5.2. Circuitos equivalentes de secuencia de los elementos componentes de un

SEP 87

a. Lneas b. Generadores c. Transformadores d. Redes de secuencia

88889093

5.5.3. Anlisis de algunos tipos de cortocircuitos 5.5.3.1. Cortocircuito monofsico a tierra a travs de una impedancia de falla ZF 5.5.3.2. Cortocircuito bifsico a tierra a travs de una impedancia de falla ZF 5.5.3.3. Cortocircuito entre dos fases a travs de una impedancia de falla 5.5.3.4. Observaciones finales respecto a los cortocircuitos asimtricos

949496

100101

5.6. Fases abiertas 101 5.6.1. Introduccin

5.6.2. Una fase abierta 5.6.3. Dos fases abiertas 5.6.4. Impedancias serie desequilibradas

101102106107

Problemas propuestos 108 CAPITULO 5 ESTABILIDAD 113 6.1. Introduccin

6.2. Estabilidad transitoria 113113

6.2.1. Objetivos 6.2.2. Suposiciones bsicas para los estudios simplificados de estabilidad transitoria6.2.3. Ejemplo ilustrativo 6.2.4. Ecuacin de oscilacin de una mquina sncrona 6.2.5. Ecuaciones de oscilacin en un sistema multigenerador 6.2.6. Estudio de la ecuacin de oscilacin de un generador conectado a una barra

infinita 6.2.7. Algunos mtodos de solucin de la ecuacin de oscilacin

113113114116119120

124 a. Mtodo punto a punto

b. Mtodo de Euler c. Mtodo de Euler Modificado d. Mtodo de Runge Kutta de 4 orden

124127128128

6.2.8. Criterio de Areas Iguales 6.2.9. Reduccin a un sistema simple 6.2.10. Ecuacin de oscilacin de dos mquinas finitas 6.2.11. Factores que condicionan la estabilidad transitoria

129131132133

6.3. Estabilidad esttica o permanente 134 6.3.1. Introduccin

6.3.2. Generador conectado a una barra infinita 134135

a. Despreciando el efecto de amortiguacin b. Con efecto de amortiguacin

135136

6.3.3. Estabilidad de un sistema de n mquinas 136 a. Despreciando el efecto de los reguladores y del roce

b. Considerando el efecto del amortiguamiento 136137

Problemas propuestos 137 BIBLIOGRAFIA 142