International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (icsesd-2017)



Yüklə 440,49 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix07.11.2018
ölçüsü440,49 Kb.
#78076


International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017) (

www.jit.org.in

) 

International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS)                                           Special Issue-2 

https://dx.doi.org/10.24001/ijaems.icsesd2017.95

                                                                                                   ISSN : 2454-1311 

www.ijaems.com

                                                                                                                                                                    Page | 333  

Load-flow Analysis of Distribution systems using 

ETAP 

 

Chandan S. Kamble

1

, Prof. Rajni Rewatkar



2

 

 



Assistant Professor, Priyadarshini College of Engineering, Nagpur 

1

E-mail: chandan41086@gmail.com



 

 

Abstract—Power  is  essentially  required  for  the 



development  of  any  country.  To  maintain  the  generation 

of  electric  power  at  adequate  level  the  power  has  to  be 

transmitted  in  proper  form  and  quality  to  the  consumer. 

Open  access  transmission  has  created  a  deregulated 

power  market  and  brought  new  challenges  to  system 

planning. This paper proposes a new method to compute 

a  probabilistic  load  flow  in  extensive  power  systems  for 

the  purpose  of  using  it  as  a  quick  screening  tool  to 

determine 

the 

major 

investment 

on 

improving 

transmission system inadequacy.

 

This  research  paper  deals  with  the  simulation  of  132  kV 

substation  in  Electrical  Transient  Analyzer  Program 

(ETAP)  with  detailed  load  flow  analysis  and  also  to 

overcome the problem of an under voltage. The results are 

based  on  actual  data  received  from  132  kV  Hingna  II 

substation. 

Keyword—  Load  Flow,ETAP  software,  reactive  power  , 

Buses, voltage profile

 

I.

 

INTRODUCTION 

The  Power  Station  Load  Flow  Analysis 

program  calculates  the  bus  voltages,  branch  power 

factors,  currents,  and  power  flows  throughout  the 

electrical  system.  The  program  allows  for  swing, 

voltage regulated, and unregulated power sources with 

multiple  utility  and  generator  connections.  It  handles 

both radial and loop systems.   

 

 

Table 1.1:-Load flow studies 

 

The  Display  Options  section  explains  what 



options  are  available  for  displaying  some  key  system 

parameters  and  the  output  results  on  the  one-line 

diagram,  and  how  to  set  them.  The  Load  Flow 

Calculation  Methods  section  shows  formulations  of 

different  load  flow  calculation  methods.  Comparisons 

on  their  rate  of  convergence,  improving  convergence 

based 

on 


different 

system 


parameters 

and 


configurations,  and  some  tips  on  selecting  an 

appropriate  calculation  method  are  also  found  in  this 

section.  The  Required  Data  for  Calculations  section 

describes  what  data  is  necessary  to  perform  load  flow 

calculations  and  where  to  enter  them.    Finally,  the 

Load Flow Study Output Report section illustrates and 

explains output reports and their format. 

II.

 

Load Flow Using Electrical Transient 

Analyzer   Program (ETAP) 

ETAP Load Flow software performs power flow analysis 

and  voltage  drop  calculations  with  accurate  and  reliable 

results.  Built-in  features  like  automatic  equipment 

evaluation, alerts and warnings summary, load flow result 

analyzer,  and  intelligent  graphics  make  it  the  most 

efficient  electrical  power  flow  analysis  tool  available 

today. 


ETAP  load  flow  calculation  program  calculates  bus 

voltages, branch power factors, currents, and power flows 

throughout the electrical system. ETAP allows for swing, 

voltage  regulated,  and  unregulated  power  sources  with 

unlimited  power  grids  and  generator  connections.  This 

load  flow  calculation  software  is  capable  of  performing 




International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017) (

www.jit.org.in

) 

International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS)                                           Special Issue-2 

https://dx.doi.org/10.24001/ijaems.icsesd2017.95

                                                                                                   ISSN : 2454-1311 

www.ijaems.com

                                                                                                                                                                    Page | 334  

analysis on both radial and loop systems. ETAP allows to 

select  from  several  different  load  flow  calculation 

methods  in  order  to  achieve  the  most  efficient  and 

accurate results.  

The following two tables describe how these factors are 

used in these cases: 

 



Motor load includes induction motor and 

generator, synchronous motor, MOV, and motor 

load portion of lumped load. 

 



Static load includes static load, capacitor, and static 

load portion of lumped load. 

 

 

 



Table 2.1:-Factors Used for Motor Load Calculation 

 

Load Editor 



Input to Studies 

Results from Studies 

Bus 

Editor 

Load 

Loss 

Vd 

Load 

Loss 

Load 

Loss 

Vd 

 

Bus Nominal kV 

 









Bus Operating V 

 



 



 



 

Demand Factor 









Loading % 







Service Factor 

 

 



 

 

 



 

 

 



App. Factor 

 

 



 

 



 

 

 



 

Load Quantity 



 





 



Bus Diversity Factor 

 

 



 





 

Global Diversity Factor 

 

 

 





 



 

Table 2.2:-Factors Used for Static Load Calculation 

 

Load Editor 



Input to Studies 

Results from Studies 

Bus 

Editor 

Load 

Loss 

Vd 

Load 

Loss 

Load 

Loss 

Vd   

Bus Nominal kV 









Bus Operating V 

 

 



 

 





 

Demand Factor 









Loading % 







App. Factor 

 

 



 

 

 



 

 

 



Load Quantity 



 



 



Bus Diversity Factor 

 

 

 





 



Global Diversity Factor 

 

 



 





 

*  Indicates the factor is used in calculation if specified by the user in the related load editor or study case. 

 

III.

 

132 KV SUBSTATION, HINGNA II 

,NAGPUR 

3.1Overview 

There  are  two  main  132kv  bus  incoming  for  the 

substation. These buses are:- 

1.132kv kalmeshwar 

2.132kv Ambazari 

Now  the  transmission  line  first  parallel  connected  with 

lightning  arrester  to  diverge  surge,  followed  by  CVT 

connected parallel.CVT measures voltage and steps down 

from  132kv  to  63.5  volts  A.C  for  control  panel,  at  the 

location  a  wave  trap  is  connected  to 

carrier 

communication  at  higher  frequencies.  Switchgear 

equipment  is  provided,  which  is  the  combination  of 

circuit  breaker  having  an  isolator  at  each  end.  Two 

transformers are connected to main bus . In addition to the 

main  bus,  Transfer  bus  is  also  provided  in  substation  in 




International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017) (

www.jit.org.in

) 

International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS)                                           Special Issue-2 

https://dx.doi.org/10.24001/ijaems.icsesd2017.95

                                                                                                   ISSN : 2454-1311 

www.ijaems.com

                                                                                                                                                                    Page | 335  

case  any  maintenance  work  is  to  be  carried  out  on  the 

main bus. 

After  the  main  bus,  lightning  arresters,  current 

transformers,  isolators  and  circuit  breakers  before  the 

transformers are provided. Then transformers step downs 

voltage  from  132kv  to  33kv  &  11kv  respectively.  The 

main  bus  is  then  again  provided  with  switchgear 

equipment & a current transformer. 

Capacitor bank is connected to main bus. It is provided to 

improve power factor & voltage profile. 

3.2 Equipment Details Of Hingna II 132kv Substation

 

 

 The details of the equipment are taken from 132KV 



Hingna  II  substation  of  Nagpur  ring  main  EHV 

system. 


 

It comprises of 4 transformers out of which 2 are 



of 50MVA rating & other 2 are of 25MVA each. 

 



The  132KV  substation  consists  of  35  buses,out 

of which there is 1 generating bus & 2 load bus. 

 

The  substation  also  consist  of  step  down 



transformers  of  rating  33  kv/0.4  kv    and 

11kv/0.4KV  of  0.2  MVA  each  for  distribution 

purpose. 

 

Following table explains the load calculation done by 



manually at each feeder with considering primary line 

current. 



Table 3.1 Manual load calculation 

 

 



IV.

 

ETAP SIMULATION RESULTS 

 

Fig. 4.1 Simulation Diagram of Hingna II 132kv Substation 

 


International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017) (

www.jit.org.in

) 

International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS)                                           Special Issue-2 

https://dx.doi.org/10.24001/ijaems.icsesd2017.95

                                                                                                   ISSN : 2454-1311 

www.ijaems.com

                                                                                                                                                                    Page | 336  

 

Fig. 4.1 Load flow of Hingna II 132kv Substation after simulation 

 

V.

 

CONCLUSION 

The  load  flow  calculation  results  are  reported  both  on  the 

one-line  diagram  and  in  the  Crystal  Reports  format.  The 

graphical  one-line  diagram  displays  the  calculated  bus 

voltages,  branch  flows  and  voltage  drops,  load  power 

consumption,  etc.  It  also  flags  abnormal  operating 

conditions,  such  as  overloaded  cables  and  over-  or  under 

voltage buses, in different colors. 

The  Crystal  Reports  format  provides  with  detailed 

information  for  a  load  flow  analysis.  Load  Flow  Report 

Manager can be utilize to help the view of output report. 

 

 



Fig. 5.1 Load flow Report 

 


International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017) (

www.jit.org.in

) 

International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS)                                           Special Issue-2 

https://dx.doi.org/10.24001/ijaems.icsesd2017.95

                                                                                                   ISSN : 2454-1311 

www.ijaems.com

                                                                                                                                                                    Page | 337  

 

Fig. 5.1 Load  load summary 

 

The  above  result  shown  in  fig.  4.1  is  of  the  load 



summary  to  view.  Some  portions  of  the  summary  are 

available  only  when  specific  options  in  the  study  case, 

such as Critical and Marginal Voltage. 

 

Conclusion-  In  this  paper  Load  Flow  study  using  ETAP 

software is carried out with an approach to  overcome the 

problem  of  an  under  voltage.  Load  Flow  Studies  using 

ETAP software is an excellent tool for system planning. A 

number of operating procedures can be   analyzed such as 

the loss of generator, a transmission line, a transformer or 

a  load.  Load  flow  studies  can  be  used  to  determine  the 

optimum  size  and  location  of  capacitors  to  surmount  the 

problem of an under voltage. 

Also,  they  are  useful  in  determining  the  system  voltages 

under  conditions  of  suddenly  applied  or  disconnected 

loads.  Load  flow  studies  determine  if  system  voltages 

remain  within specified limits under  various contingency 

conditions,  and  whether  equipment  such  as  transformers 

and conductors are overloaded. 

After  carrying  work  in  the  load-flow  analysis  of 

distribution systems, the  following guidelines seem to be 

worth pursuing this area: 

(i)Load-flow analysis for unbalanced network. 

(ii)Fuzzy load-flow analysis. 

(iii)Uncertainty in branch impedance. 

 

REFERENCES 

[1]


 

B. Stott and O. Alsac, “Fast Decoupled Load-Flow”, 

IEEE  PES  Summer  Meeting  &  EHV/UHV 

Conference, pp. 859,869,1973. 

[2]

 

[2]A.Bose  and  D.  Rajicic,  “A  Modification  to  The 



Fast Decoupled Power Flow for Networks with High 

R/X Ratios”, IEEE Transactions on Power Systems, 

Vol. 3, No. 2, pp. 743-746,1988. 

[3]


 

[3]Robert A.M. van Amerongen, “AGeneral Purpose 

Version  of  The  Fast  Decoupled  Load-Flow”,  IEEE 

Transactions  on  Power  Systems,  Vol.4,  No.2,  pp. 

760-770, 1989. 

[4]


 

[4]Mesut E. Baran and Felix F. Wu, “Optimal Sizing 

of  Capacitors  Placed  on  a  Radial  Distribution 

System”,IEEE Transactionson  Power  Delivery, Vol. 

4, No.1 pp. 735-743, 1989. 

[5]


 

[5]Renato  Cespades  G.  “New  Method  for  The 

Analysis  of  Distribution  Networks”,  IEEE 

TransactionsPower Delivery, Vol. 5, No. 1, pp. 391-

396, 1990. 

[6]


 

[6]J.  Nanda,P.R  Bijwe,  J  Henry  and  V.  Bapi  Raju, 

“General Purpose Fast Decoupled Power Flow”, IEE 

Proceedings.on  Part  C(GTD),  Vol.  139,  No.  2,  pp. 

87-92, 1992. 

[7]


 

[7]D.Das,  D.P.Kothari  and  H.S.Nagi,  “Novel 

Method for Solving  Radial Distribution Networks”, 

IEE Proceedings.on Part C(GTD),  

[8]

 

Vol. 141, No. 4, pp. 291-298, 1994. 



[9]

 

[8]Dariush Shlr mohammadi and Carol S. Cheng, “A 



Three-phase  Power  Flow  Method  for  Real-Time 

Distribution System Analysis”,IEEE Transactions on 



Power Systems, Vol.10, No.2, pp. 671-679, 1995.  

Yüklə 440,49 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə