Manual Introductorio Para Uso Del ATP

7/30/2019 Manual Introductorio Para Uso Del ATP

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ANEXO 1

PROGRAMA ANALIZADOR DE TRANSITORIOS ATP/EMTP

A1.1. BREVE DESCRIPCIN DEL ATP

El programa de transitorios electromagnticos EMTP (ElectroMagnetic

Transient Program), es un software utilizado para simular transitorios

electromagnticos, electromecnicos y de sistemas de control ensistemas elctricos polifsicos de potencia. Inicialmente fue

desarrollado junto con otros programas, como contraparte digital del

Analizador de Transitorio en Redes (TNA- Transient Network Analyzer).

Posteriormente, durante un perodo de quince aos, ha sido desarrollado

considerablemente, resultando actualmente un programa de amplia

difusin y utilizacin en todo el mundo.


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EL EMTP (actualmente conocido como ATP) fue desarrollado a fines de ladcada del sesenta por el Dr. Hermann DOMMEL, quien cedi el

programa a la Beneville Power Administration (BPA). Desde entonces,

el EMTP fue expandido y distribuido bajo la direccin de la BPA. Algunos

modelos han sido desarrollados dentro de la misma y otros han sido

desarrollados por otras empresas y universidades.

En la actualidad, el desarrollo del programa est a cargo de un equipo

de investigadores dedicado a tal fin en la Universidad de Blgica, equipo

que, tras algunos cambios, lo ha rebautizado ATP (Alternative Transient

Program), del cual existe tanto una versin para PC (el cambio ms

importante), como para computadoras grandes (mainframe).

Existen grupos formales de usuarios en todo el mundo, los cuales editan

numerosos artculos y tratan temas relacionados con el uso del

programa y sus aplicaciones.

Los estudios que involucran el uso del ATP, tienen objetivos

encuadrados dentro de dos categoras. Una es el diseo, la cual incluye

la coordinacin del aislamiento, dimensionamiento de los equipos,

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especificacin de los equipos de proteccin, diseo de los sistemas decontrol, etc. La otra es la solucin de problemas de operacin, tales

como fallas en los sistemas y anlisis de los transitorios que

normalmente ocurren en la operacin del sistema.

Una lista parcial de los casos tpicos de estudio se indica a continuacin:

1. Transitorio de maniobra

a) Determinsticos.

b) Probabilsticos.

c) Maniobra de reactores.

d) Maniobra de capacitores.

e) Maniobra de interruptores.

f) Re-cierres rpidos.

g) Tensin transitoria de restablecimiento.

h) Transitorios de maniobra en cables.

2. Impulsos atmosfricos

a) Contorneos inversos.

b) Impulsos inducidos.

c) Ingresos de impulsos atmosfricos a subestaciones.

3. Coordinacin de la aislamiento

a) Lneas areas.

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b) Subestaciones.c) Subestaciones blindadas en SF6 (GIS).

d) Descargadores.

4. Solicitaciones torsionales de ejes

a) Resonancia sub-sincrnica.

b) Rechazo de carga.

5. Sistema de alta tensin en corriente continua (HVDC)

a) Control.

b) Transitorios elctricos.

c) Armnicas.

6. Compensadores estticos

a) Control.

b) Sobretensiones.

c) Armnicos.

7. Ferroresonancia

8. Anlisis armnico

9. Arranque de motores

10. Sistemas de control

11. Anlisis de sistemas desbalanceados

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Esta es solo una lista parcial. Una de las mayores ventajas del ATP essu flexibilidad para modelar sistemas, por lo tanto un usuario

experimentado puede aplicar el programa a una gran variedad de

estudios.

El usuario define el sistema a ser simulado interconectando los diversos

componentes que constituyen el modelo del sistema. Los tipos de

componentes que pueden ser utilizados son:

Resistencia, capacidades e inductancias concentradas. Estas

pueden ser elementos monofsicos, o secciones polifsicas

consistentes en matrices R, C y L simtricas.

Modelos de ondas viajeras para representar lneas areas o cables

ms exactamente que con secciones . Se dispone de distintos

tipos de modelos que permiten considerar las transposiciones, la

variacin de los parmetros con la frecuencia, etc.

Impedancias no lineales, como por ejemplo inductores no lineales

para representar dispositivos con saturacin magntica.

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Llaves de diversos tipos que permiten representar interruptores,diodos, tiristores, etc.

Fuentes ideales de corriente y tensin, las cuales pueden ser

sinusoidales de cualquier frecuencia, exponenciales o cualquier

otra especial definida por el usuario.

Mquinas sincrnicas, siendo posible modelar la parte mecnica y

tambin sus dispositivos de control.

Modelo de mquina universal que permite presentar mquinas

sincrnicas, de induccin y de continua.

Sistema de control. Las seales elctricas medidas pueden ser

transferidas a un programa auxiliar denominado TACS (Transient

Anlisis of Control System), donde se emula una computadora

analgica y se calculan las variables de control que son retornadas

a la red elctrica principal.

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Las entradas del programa consisten en el intervalo de tiempo para elclculo, el tiempo mximo de simulacin, las variables de salida

deseadas y los datos del modelo.

Los datos de entrada requeridos por el ATP son diferentes y superiores

en cantidad que los necesarios para otros programas tales como flujo de

carga, cortocircuito y estabilidad. Esto se debe a que el ATP utiliza

modelos ms detallados que dichos programas, para poder simular en

forma precisa los transitorios de alta frecuencia que ocurren durante un

corto perodo de tiempo. Para facilitar la entrada de datos, existen

programas auxiliares que ayudan al usuario en la entrada de los

parmetros de lneas, cables, transformadores, etc.

Como mtodo de resolucin, el ATP utiliza la regla de integracin

trapezoidal sobre las ecuaciones diferenciales que describen el

comportamiento de la mayora de los elementos que componen una red

elctrica.

Como resultado de la simulacin, el ATP provee las tensiones de barra,

corrientes de ramas, energa, variables de mquina, variables de

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control, etc. Estos valores pueden ser graficados y/o impresos comofuncin del tiempo y almacenados en archivos para su posterior

tratamiento. Tambin se dispone de la impresin de los valores

mximos y mnimos de las variables y del tiempo al cual ocurren.

Una solucin de estado estacionario es realizada antes de la simulacin

transitoria para definir las condiciones iniciales, y esto puede ser

tambin una til herramienta de estudio en s misma. Todas las

tensiones, corrientes y potencias de estado estacionario son

determinadas para todos los nodos de la red. Tambin se dispone de

una opcin de barrido en frecuencia de las fuentes que permite realizar

estudios de armnicos en el sistema elctrico.

Dada la magnitud del programa, hasta hace poco tiempo slo era

posible ejecutarlo desde grandes computadoras debido a los

requerimientos de CPU y memoria necesarios. Esta es la razn por la

cual inicialmente slo eran usuarios del mismo las grandes empresas y

universidades que tuvieran acceso a grandes centrales de cmputo.

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En la actualidad la versin del ATP para computadoras personales,(aunque por supuesto con limitaciones respecto a su versin original), lo

hace accesible a un mayor nmero de usuarios, siendo previsibles un

uso cada vez mayor del programa durante los prximos aos.

El ATP no es un programa comercial, su distribucin es gratuita. Las

sucesivas versiones del programa y toda la informacin relacionada con

el mismo (manuales y diversas publicaciones) es recibida y distribuida

por los comits de usuarios. El Comit Argentino de Usuarios del EMTP

(CAUE) es denominado el representante en Latinoamrica de ATP,

donde es el encargado de concentrar las actividades de los usuarios, y

est conformado por numerosos miembros, entre los que se cuentan

empresas de energa y universidades.

El ingreso como miembro al comit se hace mediante el grupo de

usuarios en Colombia, el cual se encuentra en proceso de conformacin

y consolidacin. El ATP es una versin libre y puede ser usado por

cualquier persona u organizacin que acepte y firme los trminos de

licencia del ATP. Para contactar el comit colombiano debe dirigirse a la

Secretara Nacional Grupo de Usuarios del ATP, el cual es liderado por

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prestigioso personal de Interconexin Elctrica S. A. (ISA). Ing.Guillermo E. Vinasco, e-mail: [email protected]

El objetivo primordial que persiguen los grupos de usuarios a nivel

mundial, es el intercambio de informacin entre sus miembros, adems

de experiencias relacionadas con su utilizacin a travs de cursos,

seminarios, etc.

A1.2. ALGUNAS ACLARACIONES RESPECTO A ESTE ANEXO

El presente anexo constituye slo una breve descripcin del formato de

entrada de los elementos para as comprender y sustentar lo

desarrollado en el captulo 2. El hecho de que el manual original est

escrito es ingls, y que adems su organizacin es poco clara, obliga a

la redaccin de este anexo, el cual intenta ser til en la etapa inicial,

dado que para aplicaciones complejas y/o para seguimiento de errores

es recomendable referirse al manual original.

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La intencin, por lo tanto, es vencer la dificultad con la que inicialmentese encuentra el lector que intenta hacer uso del programa por primera

vez, ofrecindole una alternativa al manual original y a la bibliografa

poco amigable actualmente existente.

Respecto al anlisis de transitorios uno de los aspectos ms notables es

el hecho de que, un simple elemento fsico, puede ser modelado de

distintas formas dependiendo del fenmeno de inters.

As, una lnea de transmisin puede ser tratada como tal, o como una

inductancia, como una capacidad como una resistencia dependiendo

del fenmeno especfico a estudiar. Un transformador puede ser

modelado como una inductancia, un capacitor una combinacin de

ambos. As mismo la linealidad de un circuito magntico puede o no ser

importante dependiendo de la naturaleza del estudio.

Por otro lado, un nico evento puede producir varios fenmenos, como

sobretensiones y/o sobrecorrientes de frente rpido no, transitorios

electromecnicos, etc. Sin embargo, en general, uno slo de ellos ser

el ms importante o de inters.

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En teora se puede plantear un modelo matemtico que represente

fielmente a un elemento al sistema en cualquier circunstancia, y que

sirva para analizar todos los fenmenos que puedan originar un nico

evento, pero aunque exista este modelo matemtico, seguramente no

ser el ms eficiente dentro del programa de simulacin. Por lo tanto,

es necesario un conocimiento general del tema a investigar a fin de

determinar cual es el modelo ms adecuado para un estudio en

particular.

A1.3. DESCRIPCIN DEL PAQUETE

Una simulacin con el ATP se realiza generalmente en tres pasos, para

cada uno de los cuales existen en la actualidad varios programas, o

distintas versiones de un mismo programa, ATPDraw 1, para creacin y

edicin de archivos de entrada, ATPWNT 2, para simular redes elctricas

1 Vase seccin A1.52 Vase seccin A1.4.3.

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en el dominio del tiempo y de la frecuencia y TOP3

, para procesar losresultados de una simulacin.

ATPDraw es un pre-procesador interactivo en entorno Windows que

acta como ncleo central del paquete completo, ya que los usuarios

pueden controlar la ejecucin de cualquier programa integrado en el

paquete desde ATPDraw. Este pre-procesador dispone de modelos para

los principales componentes de una red de potencia y permite que un

usuario pueda aadir sus propios modelos desarrollados a partir de

varias opciones disponibles en el paquete.

Las prestaciones de los distintos programas son regularmente

actualizadas y corregidas. Varias de las prestaciones recientemente

implementadas permiten ampliar el campo de aplicaciones del paquete,

que se convierte en una herramienta muy adecuada para estudios en los

que hasta ahora no se haba aplicado, por el ejemplo, propagacin de

armnicos, anlisis de sensibilidad, o ciertos anlisis estadsticos.

El EMTP ha originado tambin otros programas que parten del mismo

cdigo fuente y que tambin poseen su grupo de usuarios. Estos son:3 Vase seccin A1.6.

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EMTP96: ltima lnea de la versin EPRI-DGC (ahora sloversin DGC).

EMTDC: The Manitoba HVDC Research Centre, ha modificado el

modelamiento de interruptores y otros controles para hacer ms

precisas las simulaciones de componentes de potencia

electrnicos. Recientes versiones pueden operar en tiempo real

conjunto con el Matlab. Una versin reducida puede bajarse gratis

de la red en http://www.hvdc.ca/

MICROTRAN: versin para PC distribuida por la University of

British Columbia por Hermann Dommel y su grupo.

La Figura 68 muestra la secuencia de tareas que se realizan en un

estudio de simulacin normal con los programas que integran el paquete

ATP. En realidad la interaccin entre programas y archivos es mucho

ms compleja ya que existen varios tipos de archivos que no se

muestran en la figura y que pueden formar parte de una simulacin.

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Librera decomponenetes

ATPDraw Procesador de texto

Archivos de entrada

ATPWNT
http://www.hvdc.ca/http://www.hvdc.ca/


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Figura 68. Tareas principales del paquete ATP.

La siguientes tablas presentan un resumen de la opciones ms

importantes que se hallan disponibles en los tres principales programas

del paquete.

Tabla 17. Descripcin de los programas del paquete ATP.

Programa Funcin Versin Archivos de inicializacin

ATPDRAW

Edicin dediagramas yarchivos deentrada.

Windows

ATPDRAW.INI : Esta dividido en 7secciones, en las que el usuario ha deespecificar determinados parmetros.Si el archivo no es encontrado por elprograma se emplean los valoresdefinidos por defecto.

Simulacindigital deprocesostransitorios y

STARTUP : Especificacin de variosparmetrosdependientes de la instalacin en elmomento de arrancar la ejecucin.Por ejemplo, valores numricos deciertas variables, manipulacin dearchivos, trabajo por lotes, ajustes de

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Archivos de salida

TOP

Resultados de simulacin


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ATPWNT edicin demodelosmedianterutinasauxiliares

DOS salida grfica.GRAPHICS : Definicin de parmetrosde salida grfica por pantalla, as como en formatos HPGL y Postcript.LISTSIZE.DAT: Especificacin delmites para dimensionamientodinmico.

TOP

Procesamento

y resultadosde simulacin

Windows

La configuracin de opciones se

realiza internamente y de formainteractiva.

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Tabla 18. Descripcin de los componentes del ATP.

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TIPO DE COMPONENTE OPCIN ATP

RAMAS LINEALES

TIPO 0 : Elementos serie RLC desacoplados con parmetros concentrados TIPO 1, 2, 3 : Elementos RLC acoplados con parmetros concentrados TIPO 51, 52, 53 : Elementos RL acoplados con parmetros concentrados TIPO -1, -2, -3 : Elementos con parmetros distribuidos

Modelo parmetos constantes (LINE CONSTANTS, CABLE PARAMETERS)Doble circuito especialModelo SEMLYEN line modelModelo JMARTIModelo NODA

SATURABLE TRANSFORMER COMPONENT Rutina auxiliar BCTRAN KIZILCAY F-DEPENDENT (Modelo de admitancia de orden superior) CASCADED PI Tipo 1,2,3 (para clculo en rgimen permanente)

RAMAS NO LINEALES

TIPO-99 : Resistencia pseudo no lineal TIPO-98 : Inductancia pseudo no lineal TIPO-97 : Resistencia variable en el tiempo TIPO-96 : Inductancia pseudo no lineal con histresis TIPO-94 : Rama controlada desde MODELS TIPO-93 : Inductancia no lineal TIPO-92

Pararrayos de xidos metlicosResistencia multifsica lineal con cebado

TIPO-91Resistencia multifsica variable en el tiempoResistencia controlada desde TACS/MODELS

Elemento no lineal FORTRAN suministrado por el usuario

INTERRUPTORES

INTERRUPTORES NORMALESControlado en el tiempoControlado por tensinDe medida

INTERRUPTORES ESTADSTICOSInterruptor STATISTICInterruptor SYSTEMATIC

INTERRUPTORES CONTROLADOS desde TACS/MODELSTIPO-11 : Modelo de diodo y tiristor TIPO-12 : Modelo para triac

TIPO-13 : Modelo ideal controlado desde TACS/MODELS

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FUENTES

FUENTES EMPRICAS FUENTES ANALTICASTIPO-11 : Funcin escalnTIPO-12 : Funcin rampaTIPO-13 : Funcin doble rampaTIPO-14 : Funcin senoidal/Carga atrapadaTIPO-15 : Funcin de ondaTIPO-16 : Modelo de convertidor AC/DC simplificadoTIPO-18 : Fuente de tensin aislada de tierra/Transformador ideal

FUENTES CONTROLADAS DESDE TACS/MODELSTIPO-17 : Fuente modulada desde TACS/MODELSTIPO-60 : Fuente controlada desde TACS/MODELS

MQUINAS ROTATIVASTIPO-59 : Mquina sncrona trifsica (Mtodo de prediccin)TIPO-58 : Mquina sncrona trifsica (Solucin en el dominio de fases)

TIPO-19 : Mdulo Mquina UniversalSISTEMAS DE CONTROL

TACS (Transient Analysis of Control Systems) MODELS

A1.4. NOTAS GENERALES

Antes de comenzar con la descripcin del uso del programa, es

necesario realizar algunos comentarios respecto a reglas en este anexo:

En adelante, se utilizar la convencin de denominar tarjeta a

cada uno de los registros o filas de 80 columnas del archivo que

contiene los datos de entrada.

Se denomina tarjeta en blanco a aquella que tiene la palabra

BLANK en las columnas 1 a 6 (la columna 6 debe estar en blanco).

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El resto de las columnas (7 a 80) puede utilizar para indicarcualquier comentario.

La mayora de los modelos tiene la opcin de indicar un nmero

en la columna 80 (variable IOUT), con el que se puede solicitar

alguna variable de salida segn la siguiente convecin:

IOUT = 0 ninguna variable de salida.

IOUT = 1 corriente de rama.

IOUT = 2 tensin de rama.

IOUT = 3 corriente y tensin de rama.

IOUT = 4 potencia y energa de rama.

Se recomienda en cada caso consultar las reglas particulares de

cada modelo, pues para algunos de ellos, ciertas opciones pueden

no estar disponibles. Adems todas las variables de salida,

solicitadas por medio de IOUT > 0, sern incluidas en el archivo de

graficacin utilizando por el programa TOP2000, el cual ser

descrito posteriormente.

Es posible insertar comentarios en cualquier lugar del archivo de

datos. Para ello es necesario indicar C en las columnas 1 y 2, la

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columna 3 debe llevar un espacio en blanco y las columna 4 a 80para escribir algn comentario. Esto tambin es til para anular

transitoriamente una tarjeta, sin necesidad de borrarla del

archivo.

La descripcin del formato de cada una de las tarjetas de los

modelos, se har en este anexo siguiendo las siguiente forma:

1...3 columnas entre las que debe ingresarse el dato

ITYPE nombre de la variable

I2 formato FORTRAN4 del campo

En muchos modelos es posible utilizar la opcin de nodos de

referencia. Esto es til cuando los datos de un elemento son

idnticos a los de otro ya ingresado con lo cual slo ser necesario

indicar, en las columnas correspondientes (generalmente

indicadas con BUS3 y BUS4), el par de nombres del elemento que

contiene los datos a copiar. Es recomendable utilizar esta opcin

a fin de minimizar la posibilidad de errores en la introduccin de

los datos.

4 Uno de diversos lenguajes utilizados en programacin de computadores.

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Para todos los modelos se debe destacar que:Si hay dos o ms ramas en paralelo con el mismo nombre pero

con diferentes datos y se hace referencia en alguna de ellas en

alguna otra tarjeta, el programa no ser capaz de determinar

a cual se hace referencia. Por defecto, copiar los datos de la

primera que encuentre, lo cual puede no ser correcto. En esta

situacin, no se advertir ningn mensaje de error.

Si son dos las tarjetas en las condiciones descritas

anteriormente, una solucin consiste en invertir el par de

nombres de una de las ramas, lo cual resultar en un par de

nombres distintos para el programa. Es decir, por ejemplo, la

rama BARRA1BARR2 es distinta a la BARRA2BARRA1, sin

que se vea afectada la topologa de la red.

A1.4. ESTRUCTURA DE DATOS DE ENTRADA

El ingreso de todas las tarjetas de datos, necesarias para la

representacin digital completa de un sistema, est organizando segn

una estructura determinada. Las tarjetas son organizadas en un editor

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de texto (se recomienda el editor de DOS) y se deben guardar con unnombre de no ms de 8 caracteres y con la extensin .dat.

El conjunto de datos se considera dividido en grupos, los cuales se

indica a continuacin, y cuya secuencia debe ser respetada:

1. Tarjeta que indica el comienzo de un nuevo caso, las cuales estn

compuestas por:

a) Tarjeta con la frase BEGIN NEW DATA CASE .

b) Tarjeta para la solicitud de algn requisito especial (son

opcionales, consultar el manual).

c) Tarjetas de datos miscelneos. Pueden ser dos o tres.

2. Tarjetas que indican la utilizacin de TACS, compuestas por:

a) Una tarjeta con la fase TACS HYBRID , en caso que se utilice el

programa de simulacin de sistemas de control (TACS)

conjuntamente con el ATP, o TACS STAND ALONE si slo se

utiliza TACS.

b) Todas las tarjetas que definen el modelo del sistema a ser

simulado con TACS.

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3. Tarjeta de ramas lineales o no lineales, transformadores,

descargadores, lneas de transmisin, cables, etc., terminadas con

una tarjeta en blanco.

4. Tarjetas de interruptores, diodos, etc., terminadas con una tarjeta

en blanco.

5. Tarjetas de fuente de tensin, corriente, y/o mquinas sincrnicas,

terminadas con una tarjeta en blanco.

6. Tarjeta para sobrescribir las condiciones iniciales.

7. Tarjetas que definen los nodos cuyas tensiones sern impresas en

la salida, terminadas con una tarjeta en blanco.

8. Tarjetas para definir fuentes punto. Existe una tarjeta por paso de

tiempo, terminadas con una tarjeta con 9999 en columnas 1-4.

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9. Tarjetas para graficacin, terminadas con una tarjeta en blanco. Enla versin del programa para computadoras personales deben

omitirse estas tarjetas. Slo debe colocarse la tarjeta en blanco.

10. Dos tarjetas que indican el fin del lote de datos, las cuales son:

a) Una tarjeta con la frase BEGIN NEW DATA CASE .

b) Una tarjeta en blanco.

Los grupos de tarjetas [2], [6] y [8] son opcionales y pueden no existir.

Las tarjetas [1] y [10] siempre deben existir. Para el resto de los

grupos, aunque en algn modelo particular no se utilicen por ejemplo

interruptores, debe colocarse la tarjeta en blanco que indica el fin de

datos (no existes) de stos elementos.

A1.4.1. Tarjetas $ (comandos)

Existe un tipo especial de tarjetas que comienzan con un signo $ en la

columna 1, seguido de un comando. Estas tarjetas tienen la

caracterstica de que puede ser ubicada en cualquier lugar y orden

dentro del archivo de datos, y la funcin de ejecutar alguna tarea

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especial sobre la salida del programa. La descripcin de algunos deestos comandos se indica a continuacin:

$OPEN/ $CLOSE : son utilizados para conectar/ desconectar un

archivo en disco a un canal de entrada / salida del programa. Un

ejemplo de esto es cuando se desea grabar, con un nombre

especial, un archivo en disco que contenga los puntos para

graficar con el programa PCPLOT o TOP. Esto ser tratado con

ms detalle en la seccin correspondiente a salidas numricas y

grficas.

$DISABLE / $ENABLE : el comando $DISABLE hace que las tarjetas

que siguen sean ignoradas por el programa, es decir, tratadas

como si estuvieran comentarizadas, hasta que se encuentre un

comando $ENABLE . Esto es til cuando se desea anular un gran

bloque de datos sin borrarlo de archivo.

$LISTOFF / $LISTON: el comando $LISTOFF causa que no sean

mostradas en la salida (aunque s se toma en cuenta) las

siguientes tarjetas de datos, hasta que se encuentre un comando

$LISTON . Esto es til cuando se desea reducir el archivo de salida,

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al omitirse la impresin de bloques de datos que ya han sidoprobados y usados anteriormente.

$WATCH,M : con este comando es posible que una de cada M

tarjetas sean mostradas incondicionalmente en pantalla. Esto es

realmente til mostradas incondicionalmente la salida a un archivo

en disco (por ejemplo, con la opcin DISK al comenzar la

ejecucin, la cual se describe en el manual).

$COMMENT : indica al programa que no muestre en la salida todas

aquellas tarjetas que se encuentren comentarizadas.

$VINTAGE, 1: permite modificar la precisin de los formatos.

Depende del tipo de formato a utilizar, en algunos se aumenta de

4 a 8 bits de precisin o en otros de 8 a 16 bits, por ello se debe

consultar el manual para tener seguridad del nuevo formato. Para

deshabilitar el formato de precisin para el resto de tarjetas y

volver al standard se copia la instruccin $VINTAGE, 0.

A1.4.2. Formatos de los campos de las tarjetas.

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Dado que el programa fuente del ATP est escrito en FORTRAN, los

formatos posibles de los distintos campos de las tarjetas son aquellos

admitidos por dicho lenguaje, es decir:

FORMATO F: los campos con este formato requieren la entrada

de un nmero decimal. Por ejemplo un campo con formato

F 10.3, implica que se admite un nmero de hasta 10 columnas

de ancho 5, de los cuales los tres ltimos de la derecha son

tomados como decimales, si es que no se ingresa expresamente el

punto. Si no ingresa el punto, el 3 del formato es ignorado y el

nmero puede ser ingresado en cualquier lugar dentro del campo,

aunque la prctica comn indica que debe alinearse a la derecha.

Si no se indica el punto, los espacios a la derecha sobrantes ser

llenados por ceros por el programa.

Ejemplos de un formato F10.3 son los siguientes:

C 34567890

-39.5 correcto, aunque no est ajustado al derecha

2345 es el nmero 2.3455 Debe tenerse en cuenta que el punto decimal ocupa una columna de ancho.

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2345 es el nmero 234.5 3.1416 es el nmero

FORMATO l:este campo es para la entrada de nmeros enteros,

y no admite el ingreso del punto decimal, tampoco admite una

potencia de diez, es decir, en notacin cientfica. Adems debeestar ajustado a la derecha, de lo contrario los espacios en blanco

que queden sern completados con ceros por el programa.

Ejemplo de un formato I10 son:

C 34567890

-39 es correcto

-99 implica el nmero -99000 !!

FORMATO E: campos con este tipo de formato son para la

entrada de nmeros en notacin cientfica. No es obligatorio el

ingreso de una potencia de diez, se podra decir que el formato F

es un caso especial de este formato, donde la potencia de 10 es

cero. Si se ingresa un apotencia de diez, el nmero debe estar

alineado a la derecha, caso contrario los espacios en blanco a le

derecha ser llenados con ceros por el programa.

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Ejemplos de un formato E10.3

C 34567890

1.609E3 correcto, es el numero 1609

1609E3 correcto, tambin es el nmero 1609

1.609E3esto implica 1.609E300 !!

3.141592 correcto, es el nmero

-39.5 correcto, aunque est en la derecha

FORMATO A:este formato es el nico disponible para la entrada

de cadena de caracteres. Un ejemplo de campos que utilizan este

tipo de formato, es el correspondiente a los nombres de los nodos,que usan el formato A6, es decir, los nombres de nodos pueden

tener hasta 6 caracteres o letras de extensin.

Ejemplos de un formato A6:

C 3456

CAPA

CAPA los dos son vlidos, aunque distintos entre s.

1.e+!! si bien es raro, tambin es correcto.

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A1.4.3. Instalacin y ejecucin del programa

Primero hay que mencionar que existen varias versiones del ATP como

TPBIG, SALFORD y ATPWNT las cuales slo se diferencian en el proceso

de instalacin. La ms prctica de instalar es la versin ms reciente,

denominada ATPWNT o por tambin WATCOM.

Para instalar el programa en Windows 9x. es necesario descomprimir el

archivo atpwnt.zip, suministrado por el grupo de usuarios, en una

carpeta del disco local (por ejemplo c:\atpwnt ). Luego debe copiarse la

instruccin set atpdir=c:\atpwnt en el config.sys. Despus de reiniciar

el equipo, el software se encuentra correctamente instalado en la

carpeta asignada.

El archivo ejecutable del ATP es el Eatpw.bat. Para ejecutarlo se deben

seguir los siguintes pasos:

o Deben existir dos copias del archivo de entrada de datos, uno sin

extensin y el otro con extensin .dat.

o Hacer doble-click en el archivo de entrada de datos que no tiene

extensin.

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o Cuando Windows pregunte con que programa desea abrir elarchivo se debe seleccionar el archivo Eatpw.bat.

o En seguida se despliega la ejecucin del programa generando las

salidas correspondientes.

A1.4.4. Tarjeta de datos miscelneos.

Este grupo est compuesto por dos o tres tarjetas, que deben preceder

a las tarjetas de ramas, y contendrn los datos de configuracin

generales de la corrida tales como el tiempo mximo de simulacin

(TMAX), el paso del tiempo ( DELTAT ), etc. Los detalles de los datos a

ingresar se describe a continuacin:

A1.4.4.1. Primera tarjeta de datos miscelneos. El formato y los

datos a introducirse en esta tarjeta son los siguientes:

1...8 9...16 17...24 25...32 33...40 41...48 49...56DELTAT TMAX XOPT COPT EPSILN TOLMAT TSTART

E8.0 E8.0 E8.0 E8.0 E8.0 E8.0 E8.0

DELTAT : Es el paso de tiempo empleado para integracin

numrica, en segundos. La solucin numrica ser calculada para

instantes de tiempo separados por este paso.

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TMAX: Es el tiempo total de simulacin, en segundos. La cantidad

de puntos a calcular ser de TMAX/DELTAT .

Si bien el lmite el EMTP permite un valor mximo de TMAX/DELTAT de

106

, en la prctica el valor recomendado resulta mucho menor debido alproblema que implica el excesivo tiempo computacional requerido para

calcular tal cantidad de puntos, de cmputos utilizado. Es conveniente

no utilizar ms de 50.000 puntos.

TMAX puede ser negativo, en cuyo caso slo se realizar el clculo del

estado estacionario, sin efectuarse la solucin transitoria.

XOPT: Parmetros que indica la forma en que deben entrarse los

valores inductivos de todas las ramas.

Si XOPT = 0 o en blanco, los valores sern considerados

como de inductancia y deben entrarse en milihenrios ( mH).

Si XOPT = f (>0), los valores sern considerados como de

reactancia inductiva L = 2 f L y deben ser entrados en

ohmios a las frecuencias f .

219


34/63

COPT: Parmetro que indica la forma en que deben entrarse los

valores capacitivos de todas las ramas.

Si XOPT = 0 o en blanco, los valores ser considerados como

de capacitancia y deben entrarse en microfaradios ( F).

Si XOPT = f (>0), los valores sern considerados como desuceptancia capacitiva C = 2 f C y deben ser entrados en

micro-ohmios a la frecuencia f.

EPSILN, TOLMAT, TSTAR: Estas tres tarjetas no son utilizadas

normalmente, por lo menos en la etapa inicial de aprendizaje6

.

A1.4.4.2. Segunda tarjeta de datos miscelneos.

1...8 9...16 17...24 25...32 33...40 41...48 49...56 57...64 65...72 73...80IOUT

I8

IPLOT

I8

IDOUBL

I8

KSSOUT

I8

MAXOUT

I8

IPUN

I8

MEMSAV

I8

ICAT

I8

NTNERG

I8

IPRSUP

I8

IOUT: Parmetros que controla la frecuencia de impresin de

los valores de las variables de salida.

6 Ver el manual del programa.

220


35/63

Si IOUT = 0 1, los valores sern impresos para cada pasode tiempo.

Si IOUT = K > 1, los valores sern impresos cada K esimo paso

de tiempo.

o Se imprime entonces TMAX/(DELTAT*IOUT) puntos de

cada variable.o IOUT debe ser 0 un nmero impar. Esto es debido a

que un nmero par no permite que posibles oscilaciones

numricas sean detectadas, en la salida, por el usuario.

IPLOT: Parmetros que controlan la frecuencia en que los

puntos son utilizados par la graficacin:

Si IPLOT = 0 1, cada punto calculado ser utilizado para la

graficacin.

Si IPLOT = M > 1, solo cada M puntos calculados se usar

para la graficacin. Esto es til cuando por alguna razn se

debe utilizar un paso de tiempo menor para la solucin que

para la salida grfica, obtenindose por lo tanto de esta

manera una ejecucin ms rpida. En el grafico no estarn

221


36/63

incluidos los valores de las variables que caen dentro delintervalo definido por M *DELTAT (segundos).

Si el usuario especifica un valor para IPLOT , el programa lo

incrementar automticamente en una unidad a fin de

obtener un valor impar.

Si IPLOT = -1, no se realizar ningn grfico. Esta opcindebe utilizarse si no se desean grfico a fin de obtener una

ejecucin ms rpida.

IDOUBL : Parmetro que controla la impresin de la tabla de

conectividad, la cual indica como las ramas, fuentes,

interruptores, etc., se interconectan entre s. Es til para

encontrar posibles errores en la conexin de los elementos

Si IDOUBL = 0, no se imprime la tabla.

Si IDOUBL = 1, si se imprime.

KSSOUT : parmetro que controla la impresin de los valores de la

variables en el estado estacionario, calculados por el EMTP previo

a la inicial del clculo transitorio.

Si KSSOUT = 0, no se imprime

222


37/63

Si KSSOUT = 2, se imprime la solucin del estadoestacionario completa.

Si KSSOUT = 2, se imprimen los valores correspondientes

solo a los interruptores y fuentes, pero no de ramas.

Si KSSOUT = 3, igual que el anterior, ms los valores de

ramas indicados en la columna 80 de cada tarjeta de datos.

MAXOUT: Parmetro que controla la impresin de los valores

mximos y mnimos de las variables en los tiempos al cual

ocurren:

Si MAXOUT = 0, no se imprimen.

Si MAXOUT = 1, se imprime teniendo en cuenta todos los

pasos de tiempo.

Si MAXOUT = 2, se imprime pero slo considerando los pasos

de tiempo indicados par la impresin o graficacin, excepto

para la potencia o energa en donde se consideran todos los

pasos de tiempo.

IPUN Y MEMSAV : No se utilizan en la etapa inicial de aprendizaje.

223


38/63

ICAT : Si se deja en blanco, no se guardarn los puntos para unaposterior graficacin con el programa TOP. Si se indica un 1 los

puntos sern guardados en un disco con un nombre que consiste

en una composicin de la fecha y hora en que inici la corrida.

NENERG : Parmetro de control relacionado con el estudio

estadstico de energizacin de lneas:

Si NENERG = 0 en blanco, es el caso normal de estudios

determinsticos.

Si NENERG = k > 0, esto implica un estudio estadstico, donde

se harn k energizaciones (cierre de interruptores).

Si NENERG = k < 0, esto implica un estudio sistemtico del

sistema, en el cual se realizar k energizaciones.

El valor de NENERG est comprendido usualmente entre 100

200. cuanto mas maniobras se realicen, mayor es el tiempo

computacional requerido para la solucin. Es recomendable

comenzar con un valor reducido de NENERG a fin de detectar

posibles errores sin utilizar mucho tiempo computacional, y

una vez que se adquiere confianza en el modelo, poner el

valor de NENERG definitivo.

224


39/63

IPRSUP : No se utilizan en la etapa inicial de aprendizaje.

La tercera tarjeta de datos miscelneos puede tener tres significados

diferentes, en funcin del valor de NENERG . Para los estudios realizados

en este proyecto se hace un estudio determinstico para lo cual no esnecesaria una ampliacin de este tema.

A1.4.5. Modelos de elementos de rama lineales.

Se tratar aqu la descripcin de la entrada de datos de todos aquellos

elementos pasivos conectados entre dos nodos de una red elctrica. Los

elementos ms comnmente modelados son las resistencias,

inductancias y capacidades concentradas no acopladas. Otros

elementos como lneas de transmisin y descargadores de carburo de

silicio y de xido metlico tambin pueden ser modeladas en este tipo

de tarjetas pero no sern tratados en este anexo. Los dems elementos

que se permiten en esta tarjeta de datos son los transformadores

monofsicos y trifsicos y las resistencias e inductancias concentradas

225


40/63

acopladas los cuales sern tratados en los numerales A.1.4.7. y A.1.4.8.respectivamente.

El modelo de resistencias, inductancias y capacidades no acopladas

puede ser utilizado para representar la impedancia interna de mquinas,

u otra impedancia que pueda considerarse concentrada en el sistema.

El formato de la tarjeta de entrada de datos es la siguiente:

1...2 3...8 9...14 15...20 22...26 27...32 33...38 39...44 80ITYPE BUS-1 BUS-2 BUS-3 BUS-4 R ( ) L (mH) C ( F) IOUT

I2 A6 A6 A6 A6 A6 E6.2 E6.2 I1

ITYPE : debe tener un cero o dejarse en blanco.

BUS-1 BUS-2 : Indique el par de nombres de los nodos

terminales en estos campos. Uno de los nodos (cualquiera) puede

ser tierra, en cuyo caso debe dejarse en blanco. Si una rama

tiene idnticos valores de R, L y C a otra ya indicada, entonces se

pueden usar los nodos de referencia sin tener que repetir los

valores de R, L y C . Para esto indique en los campos BUS-3 y

BUS-4 los nombres de la rama que contiene dichos valores, y deje

en blanco los campos correspondientes a R, L y C . Se debe tener

226


41/63

en cuenta que si una rama tiene varias en paralelo, no estar enclaro cual de todas ellas ser la de referencia. El programa

adoptar como tal a la primera de ellas. Una forma de evitar este

problema consiste en invertir el par de nodos, dado que un par de

nodos con nombres NODO-A y NODO-B en BUS-1 y BUS-2

respectivamente, no es idntico a otro par con nombres NODO-B

y NODO-A en los mismos campos.

R , L y C : Los valores deben estar en las siguientes unidades:

a) R []

b) L [mH] si XOPT = 0

L [] si XOPT = f

c) C [F] si COPT = 0

C [] si COPT = f

IOUT : se indican las variables para la salida grfica sus posibles

valores fueron descritos en el comienzo del numeral A1.4.

A1.4.6. Modelos de inductancia no lineales.

227


42/63

Es posible lograr que una inductancia represente la saturacinmagntica a la cual puede estar exigida de acuerdo a su curva de

saturacin. En el ATP existen tres modelos con los cuales se puede

representar este efecto, estos son los modelos con el ITYPE 93, 96 y 98.

En este anexo y con el objetivo de utilizarlo en el proyecto slo se

mostrar el 98.

La tarjeta de entrada de datos es:

12 38 914 1520 2126 2732 3338 3979 80ITYPE BUS-1 BUS-2 BUS-3 BUS-4 CURRENT FLUX IOUT

98 A6 A6 A6 A6 E6.0 E6.0 I1

Los valores de CURRENT y FLUX corresponden a los valores de corriente

y flujo que circulan por el inductor en estado estacionario, es decir, la

inductancia no saturada.

Para asignar la curva de saturacin flujo versus corriente es necesario

cumplir con el siguiente formato.

1...16 17...32CURRENT [A] FLUX [Vs]

E16.0 E16.0

228


43/63

Es posible entrar hasta 17 puntos en la caracterstica del current/flux.Se asume que la saturacin es simtrica y el punto (0, 0) ya est

incluido internamente. Se especifican slo los puntos positivos y ambas

coordenadas deben ser montonamente crecientes.

El punto final de la caracterstica define la pendiente del ltimo

segmento, el cual se asume que se extiende hasta el infinito. A fin de

indicar que no siguen ms puntos de la caracterstica, la ltima tarjeta

debe contener 9999 en las columnas 13 a 16.

A1.4.7. Modelo del transformador TRANSFORMER.

Se trabaja con dos modelos para simular un transformador. Uno se

deriva de una tarjeta diseada por los creadores del ATP para tal fin

como TRANSFORMER y el otro con los elementos RL acoplados 51, 52 que

son los realmente tiles en este proyecto. En esta seccin se mostrar

la forma de utilizar la instruccin TRANSFORMER

La definicin de los parmetros se realiza utilizando tres tipos de

tarjetas diferentes:

229


44/63

1 Tarjeta que define la resistencia e inductancia de la ramamagnetizante del circuito equivalente del transformador.

2 Tarjetas que definen punto a punto la caracterstica de saturacin

del ncleo. Aqu habrn tantas tarjetas como puntos sean

necesarios.

3 Tarjetas que definen las caractersticas elctricas de cada uno de

los bobinados del transformador.

No es obligatorio indicar una curva de saturacin.

Los siguientes puntos son de destacar:

a) El modelo puede tener N arrollamientos, para los cuales se

utilizar N-1 transformadores ideales que proveern la adecuada

relacin de transformacin entre los arrollamientos 2. 3, ..., N con

respecto al enrollamiento 1.

b) Cada arrollamiento k tiene su correspondiente resistencia e

inductancia de dispersin Rk y Lk respctivamente. Cualquiera de

las inductancias debe ser distinta de cero, con excepcin de L1, la

cual puede ser cero si R1 es distinta de cero.

230


45/63

c) Los efectos de la saturacin y la corriente de excitacin sonconsiderados mediante un reactor no lineal que el programa

automticamente conectar en paralelo con el arrollamiento 1.

d) Las prdidas en el ncleo son consideradas constantes y

representadas por una resistencia (RMAG), la cual resulta

conectada en paralelo con la rama saturable.

Las reglas para la entrada de datos son

1...2 3...14 15...20 27...32 33...38 39...44 45...50 80TRANSFORMER BUS-3 CURRENT FLUX BUSTOP RMAG IOUT

A6 E6.2 E6.2 A6 E6.2 I1

En el caso de querer utilizar la opcin de nodos de referencia, entonces

indicar en BUS-3 el nombre contenido en el campo BUSTOP de la tarjeta

de referncia, que es la que contiene los datos a copiar. Los dems

campos deben dejarse en blanco para este caso.

Los valores de CURRENT y FLUX tienen la misma funcin detallada en

los elementos inductivos no lineales y representa la inductancia

magnetizante. Igual se puede entrar la curva de saturacin del ncleo

ya mostrada anteriormente.

231


46/63

Para cada arrollamiento del transformador k, se deber utilizar unatarjeta del siguiente formato:

1...2 3...8 9...14 27...32 33...38 39...44 80ITYPE BUS-1 BUS-2 Rk ( ) Lk (mH) voltios IOUT

I2 A6 A6 E6.2 E6.2 E6.2 I1

ITYPE: se deber indicar el nmero de bobinado. Las tarjetas

deben ser ingresadas en orden creciente, es decir la tarjeta condatos del bobinado 1 primero, luego para el bobinado 2, etc.

BUS-1 y BUS-2: el par de nodos entre los cuales estar

conectado el arrollamiento. Cualquiera de ellos puede ser tierra,

para lo cual debe dejarse en blanco.

Rk y Lk: se ingresan los valores de cada bobina en particular.

VOLTS: se indica un nmero proporcional al nmero de vueltas

del arrollamiento en cuestin. Es conveniente colocar

simplemente la tensin nominal del arrollamiento en kV.

Solamente para el arrollamiento 1 se puede indicar en el campo

IOUT un 1 a fin de requerir como salida la corriente de este

arrollamiento. En la salida la corriente estar identificada por los

232


47/63

pares de nodos compuestos por BUS-1 del bobinado primario yBUSTOP.

En general no se dispone como dato la curva de saturacin del

ncleo. En este caso una buena aproximacin es considerar un

codo de saturacin a un nivel de 1.0 a 1.2 p.u. del flujo nominal, y

una resistencia saturada entre 2 a 4 veces la impedancia de

cortocircuito del transformador. El flujo nominal se puede conocer

de la relacin

rmsV 2

=

A1.4.8. Modelo de elementos acoplados [ R ] [ L] 51, 52, 53.

Esta clase de elementos la representacin de matrices acopladas [ R] [ L].

233


48/63

Figura 69. Elementos acoplados R L.

Para este tipo de tarjetas existen dos tipos de formulaciones: valores de

fase y valores de secuencia. Adems para los valores de fase existen

dos diferentes notaciones: la notacin RL y la notacin AR. En ambas

notaciones los formatos de precisin pueden ser utilizados: $VINTAGE, 0

y $VINTAGE, 1 .

Para efectos prcticos slo se muestran las tarjetas para los valores de

fase.

A1.4.8.1. Notacin RL. Normalmente se utiliza la notacin RL. La

cual se deriva de la ecuacin primitiva:

234


49/63

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]idt d

Li Rv +=

Si anteriormente se utiliz la notacin AR es necesaro definir la siguiente

tarjeta:

1...2 3...8 9...80USE RL

Para $VINTAGE, 0

1...2 3...8 9...14 15...26 27...32 33...44 45...50 51...62 63...68 69...8051 BUS-1 BUS-2 R11 L1152 BUS-3 BUS-4 R21 L21 R22 L2253 BUS-5 BUS-6 R31 L31 R32 L32 R33 L3354 BUS-7 BUS-8 R41 L41 R42 L42 R43 L43

R44 L4455 BUS-9 BUS-10 R51 L51 R52 L52 R53 L53

R54 L54 R55 L55

Para $VINTAGE, 1

12 38 914 1526 2742 4358 598051 BUS-1 BUS-2 R11 L1152 BUS-3 BUS-4 R21 L21

R22 L2253 BUS-5 BUS-6 R31 L31

R32 L32R33 L33

54 BUS-7 BUS-8 R41 L41R42 L42R43 L43R44 L44

Se debe recordar que las matrices [R] y [L] son simtricas y nicamente

se necesitar escribir la diagonal.

235


50/63

No es posible obtener como salida la corriente por los elementos. Sinembargo el voltaje de rama puede ser obtenido de las dos primeras

fases (columna 80 no est siendo usada).

A1.4.8.2. Notacin AR. En algunos casos, la matriz [ L]-1 puede ser

singular y por ende la matriz [ L] no existe. Entonces se puede utilizar la

notacin AR llamando A = [ L]-1

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]i R Lv Lvdt

d 11 =

Si anteriormente se ha utilizado el formato Rl se debe ingresar la

siguiente instruccin para utilizar el formatos AR1...2 3...8 9...80

USE AR

Ahora se debe tener cuidado cuando se ingresen los datos a cualquiera

de los formatos. Estos son idnticos a los anteriores con la diferencia

que la matriz A reemplaza los valores de R en el formato. Igualmente,

la matriz R reemplaza los valores de L.

A1.4.9. Modelos de fuentes.

236


51/63

Las fuentes ms simples que forman parte de los sistemas elctricos depotencia son las funetes de tensin yde correinte, las cuales son

funciones analticas del tiempo.

El formato de la tarjeta de entrada de datos, el cual es aplicable a todos

los tipos de fuentes es:

1...2 3...8 9...10 11...20 21...30 31...40 40...50 51...60 61...70 71....80ITYPE NOMBRE TIPO AMPLITUD FRECUENCIA FASE A1 T1 TSTART TSOP

I2 A6 I2 E10.6 E10.6 E10.6 E10.6 E10.6 E10.6 E10.6

En un solo caso se pueden utilizar varios tipos de fuentes distintos, a la

vez que las tarjetas pueden estar ubicadas en cualquier orden. Los

tipos son 0 para la fuente de tensin y 1 para la fuente de corriente.

Si bien las fuentes tienen dos nodos, slo es necesario indicar el nombre

de uno de ellos pues el otro, para el ATP, siempre es la tierra.

Para retrasar la activacin de una fuente, s deber indicar un valor

positivo para TSTART (el valor est dado en segundos).

237


52/63

Las fuentes sinusoidales son del tipo 14. Existen otros tipos de fuentescomo la rampa, doble rampa, impulso, etc. Para las cuales es til el

valor de A1 y T1.

A1.4.10. Modelos de interruptores.

Los aparatos de maniobra son simulados con interruptores ideales, los

cuales tienen dos estados posibles, cerrados y abiertos. Estos significa

que la simulacin de efectos debidos a estados intermedios, como por

ejemplo la resistencia de arco durante la apertura, debe efectuarse

mediante la adicin de elementos externos a este modelo.

Las tarjetas de interruptores se ubican luego de las ramas y

previamente a las de las fuentes. Si una simulacin en particular no

requiere el uso de modelos de interruptores, igual es necesario colocar

la tarjeta en blanco al final.

Los modelos de interruptores se dividen en dos grupos principales:

1. Interruptores ordinarios: del tipo 0 excepcionalmente 76

238


53/63

2. Interruptores controlados por TACS: del tipo 11, 12 13 conlos que se pueden simular diodos, tiristores, etc.

Los interruptores pueden conectarse en forma que sea necesaria, con

algunas restricciones:

La corriente por el interruptor debe ser nica, es decir, no

deben existir lazos que involucren a interruptores cerrados.

Las leyes de tensin de Kirchhoff no deben ser violadas en

un lazo en donde estn involucrados un interruptor y una

fuente de tensin. Por ejemplo, un interruptor no debe

conectarse entre dos nodos de tensin conocida (aunque

uno de estos nodos sea el de tierra).

Consideraciones respecto a la topologa de la red ya han sido discutidas

con anterioridad. Basta recordar aqu que debe evitarse interrumpir la

corriente por una carga puramente inductiva, a no ser que se asegure

un camino a la corriente por la inductancia, independientemente de la

posicin del interruptor.

239


54/63

Slo se enfoca la explicacin hacia los interruptores ordinarios de loscuales existen varios tipos. Los tiles para este proyecto son los

determinsticos controlados por tiempo y los de medicin.

Existen reglas de entrada de datos que son comunes a cualquier tipo de

interruptor, dentro del grupo de interruptores ordinarios. Estas son:

1...2 3...8 9...14 15...24 25...34 35...44 80ITYPE BUS1 BUS2 T CLOSE T OPEN CURRENT IOUT

I2 A6 A6 E10.0 E10.0 E10.0 I1

ITYPE : es el tipo de interruptor de acuerdo a lo ya visto. Para el

interruptor ordinario esta columna queda en blanco.

BUS1, BUS2 : el par de nodos entre los cuales est ubicado. No

est permitido conectar un interruptor entre dos fuentes de

tensin, o entre una fuente de tensin y tierra.

T CLOSE : En el tiempo t=0 el interruptor estar abierto si TCLOSE

es positivo y pasar al estado cerrado para t > TCLOSE . Si TCLOSE

es cero o negativo estar cerrado en el estado estacionario. Se

debe tener en cuenta que este interruptor se volver a abrir

240


55/63

cuando a partir del cierre se llegue al tiempo TOPEN ; la manera desolucionar esto es agregando en TOPEN el valor de 9999.

TOPEN: funciona anlogamente al interruptor anterior, slo que

permanece cerrado temporizado a abrir.

CURRENT: Es posible limitar la operacin del interruptor de

acuerdo a la corriente que circule por l. Si el valor es cero esta

funcin se encontrar deshabilitada.

Tambin se puede utilizar un interruptor como instrumento de medicin.

Por definicin un interruptor de medicin est permanentemente

cerrado, incluso durante el estado estacionario en el que se determinan

las condiciones iniciales.

Se utilizan para la medicin de corriente o potencia y energa en lugares

donde no es posible realizarla con otros mtodos. Esto puede ser til

para producir una salida grfica del ATP de stas variables, como en el

caso de elementos acoplados 51, 52.

241


56/63

El formato de la tarjeta a utilizar es el siguiente:

1...2 3...8 9...14 15...54 55...64 80ITYPE BUS1 BUS2 MEASURING IOUT

I2 A6 A6 A10 I1

A1.5. ATPDRAW

ATPDraw es un editor grfico que funciona en entorno Windows y

dispone de una lista muy completa de los componentes necesarios para

representar un sistema elctrico en cdigo ATP. El usuario ha de

capturar los iconos de los elementos que forman el sistema en estudio y

especificar los parmetros de cada uno. La pantalla principal del

programa presenta una aspecto similar al de la Figura A1.3. La barra de

mens dispone de ocho opciones principales : File, Edit, View, ATP,

Objects, Tools, Windows y Help, aunque inicialmente solo aparecern

seis, ya que las opciones Edit y ATP solo estarn disponibles despus de

escoger entre editar un circuito nuevo o abrir uno ya existente. Los

242


57/63

mens se despliegan colocando el puntero del ratn sobre el nombre dela opcin principal y pulsando el botn izquierdo. Las opciones de los

submens se elegirn de la misma manera. La Figura A1.4 muestra la

pantalla de ATPDraw con el men adicional de seleccin de componentes

desplegado.

El procedimiento completo, desde la creacin del diagrama de la red

hasta la visualizacin de los resultados de una simulacin se puede

resumir de la siguiente forma :

1. El primer paso ser la creacin del diagrama de la red, si se trata de

un caso nuevo, o la modificacin del diagrama existente, si este ya

fue creado anteriormente. En ambos casos ser necesario realizar

varias operaciones.

a. Para aadir un componente al diagrama de la red, bastar con

pulsar el botn derecho del ratn en cualquier punto de la

pantalla donde se edita el circuito; aparecer un men

desplegable con la lista de tipos de componentes (Ramas,

Interruptores, Fuentes, etc.), ver Figura A1.4, una vez elegido

el componente que se quiere aadir aparece el icono

correspondiente en la pantalla de edicin.

243


58/63

b. Para desplazar un icono basta poner el puntero del ratn sobreel icono y mantener pulsado el botn izquierdo; para dejarlo en

la nueva ubicacin, basta con dejar de pulsar el botn.

c. Para especificar, cambiar o corregir los datos de un

componente es necesario colocar el puntero del ratn sobre el

icono y pulsar el botn derecho, aparecer la pantalla de datos

correspondiente al tipo al que pertenece el componente.

d. Si un icono ha sido seleccionado, pulsando el botn derecho del

ratn se consigue que gire un ngulo de 90E en el sentido

contrario al de las agujas del reloj.

2. Una vez se ha editado el diagrama de la red que se desea analizar, se

han de introducir los parmetros propios de la simulacin (paso de

integracin, tiempo final de simulacin, unidades de los parmetros

de entrada).

3. A continuacin se debe solicitar la creacin del archivo de entrada,

para lo que se emplear la opcin Make File del men ATP. El archivo

generado tiene el mismo nombre que el archivo de la red pero con la

extensin .atp, y puede ser ledo mediante cualquier procesador de

244


59/63

texto, ya que se trata de un fichero de texto. Este archivo es el queha sido descrito anteriormente mediante lenguaje directo en ATP.

4. Una vez creado el archivo de entrada, se puede ejecutar la

simulacin con la opcin escogida por el usuario y que se encontrar

en la lista de archivos por lotes (Batch Jobs) dentro del men ATP.

5. Si la ejecucin se ha realizado correctamente, se pueden visualizar

los resultados mediante la opcin escogida por el usuario, y que

tambin se encuentra en la lista de archivos por lotes que hay en el

men ATP.

245


60/63

Figura 70. Ventana principal del ATPDraw.

Figura 71. Men de seleccin de componentes en ATPDraw

A1.6. TOP ( The Output Processor)

TOP (The Output Processor) es un programa desarrollado en entorno

Windows que lee datos en una gran variedad de formatos y los

transforma en grficos de alta cualidad. Las prestaciones de este

programa, ver Tabla A1.3, permiten que un usuario

246


61/63

maneje datos de varios tipos de fuentesvisualice los datos en forma de tablas y grficos

presente oscilogramas en varias ventanas simultneamente, y que

mueva, dimensione y disponga las ventanas en la pantalla

presente los datos seleccionados empleando ventanas (una o mas

variables en un mismo eje) y marcos (conjunto mltiple de ejes en

una ventana)

realice operaciones matemticas con los datos ledos por el

programa mediante la opcin TOPCalc

formatee las variables mostradas segn sus preferencias

exporte los datos en pantalla en una gran variedad de formatos.

Este programa puede ser empleado como post-procesador grfico y

para realizar otras tareas muy tiles como el anlisis armnico de

Fourier o el clculo de ciertos ndices de calidad de servicio, p.e. la

distorsin armnica total (THD).

Tabla 19. Prestaciones el programa TOP.

OPCIN CARACTERSTICA

Formatos de entrada

ASCII Text ; COMTRADE: IEEE Standard C37.111-1991EPRI/Electrotek PQDIFDranetz-BMI 8010 PQNode , 8020 PQNode , 65x SeriesElectrotek SuperHarm ; EPRI HARMFLO para WindowsCooper V-HARM ; EPRI SDWorkstation, LPDW, PQ Diagnostic SystemEPRI/DCG EMTP ; ATPSquare D DADisp ; Fluke 41 and 97

Graficos Forma de onda y espectro (WAVE and TRND)Respuesta de frecuencia (SCAN and SPEC)

247


62/63

Datos estadsticos originales (STAT)Probabilidad acumulada (PROB)Densidad de probabilidad (HIST)Mnimo y mximo (WAVE, SPEC, SCAN, PROB, and HIST)Resumen (WAVE)Puntos de la forma de onda (WAVE, PROB, and HIST)Datos en el dominio de la frecuencia (SPEC and SCAN)Contenido armnico (SPEC)Anlisis segn IEEE Standard 519 (SPEC)

Administracin dearchivos

Objetos originales (obtenidos directamente a partir de archivos de entrada aTOP) :SCAN (Barrido de frecuencia a partir de archivos SuperHarm)SPEC (Espectro armnico a partir de archivos SuperHarm)STAT (Recuperacin de salida estadstica - EMTP SOS)TRND (Medida de RMS en rgimen permanente)WAVE (Datos de formas de onda)Objetos Derivados (obtenidos mediante TOPCalc):HIST (Histograma)PROB (Curva de probabilidad acumulada)SCAN (Barrido de frecuencia)SPEC (Espectro armnico)TRND (FFT, RMS, etc.)WAVE (Forma de onda)

Procesamiento

Suma, resta, multiplicacin, divisinInversin, negacin, valor absolutoTransformadas rpida y discreta de Fourier (FFT, DFT)Transformada inversa (IDFT)Potencia, energa, I 2 tIntegracin, cuadrado, raz cuadradaGrficos X-YFiltrado, desplazamiento, funcin de transferenciaV, I, potenciaAuto-correlacin, correlacin cruzadaProbabilidad acumulada, distribucin de probablidad

Formatos grficos

Cantidades de base (por unidad)Unidades (Etiquetas de ejes y mutiplicadores, p.e. kA)Datos, comentarios y anotacionesColores, LeyendasEscalas, rejillas, etiquetas

Formatos de salida

COMTRADE (IEEE Standard C37.111-1991)Metarchivo Windows (Windows Metafile,.WMF)Formato de imagen etiquetada (Tagged Image Format,.TIF)Mapa de bits (Windows Bitmap,.BMP)Variable separada por coma (Comma Separated Variable, .CSV)

A1.7. CONCLUSIONES

248


63/63

El ATP es una herramienta desarrollada en entorno Windows que puedeser aplicada en un elevado y creciente nmero de estudios, y

personalizada por el usuario para aplicaciones muy especficas. La

versin presentada en este documento est formada por tres

programas, pero puede ser ampliada fcilmente mediante la adicin de

programas, ya sea desarrollados especialmente para usuarios del ATP o

que sirven de apoyo a otras herramientas de simulacin. El artculo ha

resumido las nuevas prestaciones del ATP y los nuevos estudios en que

estas pueden ser aplicadas.

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Documents

Manual Introductorio Para Uso Del ATP