Conceptualización de Generadores y Transformadores de Unidad para un Modelo a Escala Reducida del Sistema Nacional Interconectado

Abstract

Resumen .- El presente trabajo propone un modelo a escala reducida del Sistema Nacional Interconectado, el cual se prevé implementar en el laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Escuela Politécnica Nacional. Se realiza la conceptualización de parámetros eléctricos y mecánicos de generadores y transformadores de unidad; de modo que el funcionamiento del sistema reducido se asemeje al comportamiento del sistema real. Se utilizan valores típicos para el modelamiento de parámetros de las máquinas debido a la amplia complejidad y la dificultad de reducir el Sistema Interconectado Nacional a 6 barras. El modelo del SNI consta de 6 barras con su respectiva generación y carga, 11 grupos motor – generador suministran la potencia al sistema a través de 5 líneas de transmisión. Los transformadores que forman parte del sistema trabajan con un nivel de voltaje de 220 V / 1 kV y contarán con cambiadores de tap fijos (NLTC) para el control de voltajes y reactivos en el sistema. Se contempla la inclusión de generación hidroeléctrica y termoeléctrica, emulando el actual parque generador nacional y los proyectos de generación futuros. Las barras consideradas para el modelo, son en el sistema real alimentadas a 230 kV, con su respectiva generación a 13,8 kV. Mientras los valores base escogidos para el modelo reducido son de 1 kV y 220 V para voltajes y de 20 kVA para potencia. En virtud de que las máquinas del Laboratorio tendrán un funcionamiento similar al del sistema real, se ha incorporado volantes de inercia a cada una de las máquinas para de este modo simular la respuesta dinámica de los generadores reales. Abstract .- This paper proposes a reduced-scale model of the National Interconnected System (NIS), which is planned to be implemented in the Electric Power Systems Laboratory of the Electrical and Electronic Engineering Faculty at the National Polytechnic School. Conceptualization of electrical and mechanical parameters of unit transformers and generators were made; so that the scale model operation resembles the real system performance. Typical values were used for the machines parameters modeling, because of the great complexity and difficulty of reducing the national grid to 6 busbars. The NIS model includes 6 busbars with their respective generation and loads, 11 motor – generator sets supplies power to the system through 5 transmission lines. The Transformers will work with a voltage level of 220 V / 1 kV and they will have No-Load Tap Changers (NLTC) for voltage and reactive power control in the system. The model contemplates hydro and thermal generation, emulating the existing generation park and future generation projects to be implemented. The model busbars in the real system are supplied at 230 kV, with their respective generation at 13.8 kV. The base values chosen for the scale model are 1 kV and 220 V for voltage, and 20 kVA for power. In order to achieve that Laboratory machines have a similar performance to the real system operation, the model incorporates inertia flywheels for each machine, thereby simulating the dynamic response of real generators.