CONTROL DE VOLTAJE MEDIANTE TRANSFORMADOR CON TAPSObjetivo Mediante el programa de simulacin Power Factory, realizar el control de voltaje de una barra de un sistema de potencia mediante la variacin del tap del transformador.

1. Presente los clculos de los parmetros del sistema en p.u. para los diferentes componentes.

2. Deduzca el modelo de un transformador con intercambiador de taps y aplique dicho modelo a los transformadores del ejemplo analizado.Para el circuito de la figura, sin tomar en cuenta , tenemos:

(1)

(2)

Resistencia de las bobinas en el primario y secundario

Reactancia de fuga de las bobinas en el primario y secundario

Nmero de vueltas de las bobinas del primario y secundario

Reactancia de magnetizacin referida al primario

SeaZp a la posicin nominal del tap en el lado primario

Zp a la posicin nominal del tap en el lado secundario

Nmero de vueltas nominales en el lado del primario

Nmero de vueltas nominales en el lado del secundario

Expresando las ecuaciones 1 y 2 en funcin de valores por encima de los valores nominales:(3)

(4)

Hemos asumido que ambas reactancias y resistencias de fuga de los devanados de un transformador son proporcionales al cuadrado del nmero de vueltas, esta es generalmente vlida para la reactancia pero no para la resistencia. Desde que la resistencia es mucho ms pequea que la reactancia de dispersin y desde que la desviacin de la proporcin actual del nmero de vueltas no es muy grande. Asumiremos por conveniencia que tanto los devanados del primario y secundario estn conectados en Y-Y en un banco trifsico.Con el nmero nominal de vueltas con respecto al voltaje base

Las ecuaciones 3 y 4 en por unidad vienen dadas por:(5)

(6)

Donde:

El circuito equivalente en por unidad que representa las ecuaciones 5 y 6 es:

(7)

Este circuito puede ser reducido de la forma estandarizada donde es la relacin de nmero de vueltas en por unidad:Y

(8)Circuito estndar equivalente en por unidad

Circuito equivalente En el anlisis digital de flujo de potencia, se reduce el circuito equivalente anterior a uno conocido como circuito equivalente en . Del circuito anterior, la corriente en el primario es:(9)

Donde , de manera similar en el secundario se tiene:(10)

Donde (11)

(12)

Expresando las ecuaciones 9 y 10 en funcin de las admitancias tanto del primario y del secundario:(13)

(14)

(15)

3. Calcule manualmente el valor del tap t2: plantear un voltaje 1,0 en la barra 4 y utilizar el modelo P del transformador. Compare los resultados con los obtenidos por medio de la simulacin digital: voltajes de nodos (mdulos y ngulos), flujos y prdidas por las lneas y transformadores (en p.u. y en magnitudes reales).

Empezamos por encontrar los parmetros equivalentes ya que poseemos doble circuito:

Donde:

Reemplazando Vp y valores en la ecuacin obtenemos:

Realizando las operaciones obtenemos:

MagnitudValor RealSimulacin

V11.02pu1.02 pu

100

V21.029 pu1.02 pu

2-2.88-2.88

V30.95 pu0.96 pu

3-6.19-6.53

V41 pu1 pu

4-9.4-9.81

P1-20.9964 pu99.64 MW1.02 pu102 MW

Q1-20.542 pu54.2 MVAR0.51 pu53.42MVAR

P2-30.994 pu99.4 MW1 pu100 MW

Q2-30.2597 pu25.97 MVAR0.2245 pu75 MVAR

P3-40.9999 pu99.99 MW1 pu100 MW

Q3-4-0.95 pu-95 MVAR-0.75 pu-75 MVAR

Pg-11.021 pu102.1 MW1.02 pu102 MW

Qg-10.407 pu40.7 MVAR0.44 pu44 MVAR

t11.0931.0875