Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE-0365 Transmisión de Potencia Grupo 01 Ing. Juan Carlos Montero Q. jcmontero@ieee.org Tel. Oficina 2001-5979 1 Programa del curso IE-0365 Transmisión de Potencia Grupo 01 III Ciclo Lectivo 2020 Créditos:3 Profesor: Lic. Juan Carlos Montero Requisitos: IE – 315 Máquinas Eléctricas I, IE – 0316 Laboratorio de Máquinas Eléctricas I Descripción del curso El curso Transmisión de Potencia, presenta los elementos fundamentales para analizar y modelar los sistemas de transporte en corriente alterna en régimen permanente y ante fallas. Los estudiantes aplicaran los conceptos para resolver, analizar y debatir problemas reales utilizando técnicas y conceptos de modelado de sistemas de potencia. Objetivo General: Brindar a los participantes conocimientos sólidos para entender, explicar y modelar la transmisión de potencia en régimen permanente y ante fallas. Objetivos específicos: • Modelar las líneas de transmisión • Analizar la transmisión de potencia por líneas de alta tensión • Representar al sistema de potencia en diagramas con valores en por unidad • Estudiar los conceptos de fallas balanceadas y desbalanceadas Contenidos: Tema 1: Parámetros de las líneas de transmisión • Introducción a líneas de transmisión • Tipos de conductores • Efecto piel • Haces de conductores • Resistencia • Conductancia (efecto corona) • Concepto de GMR y GMD • Inductancia de línea con n conductores • Inductancia de línea trifásica con conductores equidistantes • Inductancia de línea trifásica no transpuesta • Transposición de líneas de transmisión • Inductancia de línea trifásica con haces de conductores (2, 3 y 4 subconductores por fase) 2 • Inductancia de línea trifásica transpuesta • Capacitancia de línea con n conductores • Matriz de capacitancia de línea trifásica no transpuesta • Capacitancia de línea trifásica con haces de conductores (2, 3 y 4 subconductores por fase) • Capacitancia de línea trifásica transpuesta Tema 2: Modelado de las líneas de transmisión • Modelo de línea infinitesimalmente pequeña • Solución de la ecuación de onda y condiciones de frontera • Constante de propagación de la línea e impedancia característica • Ecuaciones de tensión y corriente en función de valores al inicio de la línea • Ecuaciones de tensión y corriente en función de valores al final de la línea • Modelo de línea de transmisión con parámetros distribuidos (línea larga) • Modelo Pi equivalente de la línea de transmisión (línea larga) • Simplificaciones al modelo pi (línea mediana y corta) • Cálculo de trasiego de potencia en línea de transmisión con modelos de línea larga, mediana y corta. Tema 3: Fundamentos de transmisión de potencia • • • • • • • Concepto de SIL Perfil de tensión en línea de transmisión con carga igual a SIL Flujo de potencia de la línea de transmisión Efecto de trasiego de potencia activa en ángulos de barra de inicio y final Efecto de trasiego de potencia reactiva en magnitud de tensión en barra de inicio y final Curvas PV de línea de transmisión y compensación con potencia reactiva Límites de cargabilidad de la línea de Alta Tensión (AT): límite térmico, límite de estabilidad de tensión y estabilidad de ángulo Tema 4: Repaso de sistema en p.u. • Importancia del sistema en por unidad • Definición de valores base • Cambio de bases Tema 5: Análisis de fallas en sistemas de potencia • • • • • • ¿Qué son fallas? ¿Qué causa las fallas? Tipos de falla en redes eléctricas ¿Para qué se calculan las magnitudes de las fallas? Modelo de fuentes (contribuyentes a corrientes de falla) Comportamiento de corrientes de falla en generador Periodo subtransitorio, transitorio y régimen permanente (flujos en devanados de amortiguamiento y de campo no pueden variar instantáneamente) • Componente DC de falla (decaimiento según constante de tiempo Ta) • Corriente RMS asimétrica de falla 3 • • • • • • • • • • • Modelo de la red y cargas en cálculo de fallas Concepto de nivel (capacidad) de corto circuito Cálculos de corrientes de falla balanceadas (método de equivalente de Thevenin) Cálculo de aporte de corrientes de fuentes a la falla Cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas grandes de potencia (inversión de matriz Y) Cálculo de todas las tensiones en la red durante la falla Introducción a componentes simétricas Modelo de generadores, transformadores, líneas y cargas en componentes simétricas Redes de secuencia positiva, negativa y cero Cálculo de fallas monofásicas a tierra, bifásicas a tierra y bifásicas por componentes simétricas Cálculo de corrientes de falla en sistemas grandes de potencia (método de inversión de las matrices Y de secuencia positiva, negativa y cero) Evaluación: Actividad Tareas I Parcial II Parcial Proyecto Trabajo investigación (artículo) Porcentaje 20 15 15 30 20 Tareas: Las tareas corresponden a breves investigaciones bibliográficas o ejercicios a resolver en el hogar. Las tareas que sean entregadas de forma tardía serán sancionadas con 10 puntos menos si se entregan entre 1 y 7 días de atraso, con 20 puntos menos si entregan entre 8 y 15 días de atraso y 30 puntos menos con tiempos mayores a 16 días de atraso. Después de 30 días naturales no se recibe la tarea. Textos del curso: • Antonio Gómez Expósito. Análisis y operación de sistemas de energía Eléctrica. • Stevenson, W. D. Power Systems Analysis. • Duncan J., Power System Analysis and Design. Mediación Virtual y comunicados: Todo el curso se realizará de forma no presencial mediante las herramientas de Mediación Virtual, Plataforma Zoom y otras herramientas en línea. La clave y ID de la plataforma zoom será dada por el profesor durante el curso. Nivel de Virtualidad de Medición Virtual: Alto Virtual 4 Bibliografía recomendada: 1. Elgerd, O. L. Electric Energy Systems Theory: An Introduction, 2nd ed. McGraw-Hill. New York, 1982. 2. Stagg, W.G., and El-Abiad, A. H. Computer Methods in Power Systems Analysis McGraw-Hill. New York, 1968. 3. EPRI. Power System Dynamics Tutorial. EPRI, Estados Unidos de América, 2002. 4. Kundur, Prabha. Power System stability and Control. EPRI, Estados Unidos de América, 1993. 5. Publicaciones de revistas técnicas especializadas 6. Material adicional distribuido en clase 5