Código de Python - Programa para el calculo del envejecimiento de transformador con carga y temperaturas variables

Programa para el calculo del envejecimiento de transformador con carga y temperaturas variablesgráfica de visualizaciones


Python

Publicado el 15 de Mayo del 2014 por Sergio
1.183 visualizaciones desde el 15 de Mayo del 2014. Una media de 14 por semana
Esta aplicación lo que hace es calcular el envejecimiento prematuro que puede sufrir un transformador debido al aumento de carga. Calcula además, temperaturas del aceite y de otras partes del transformador. Todo se desarrolló de acuerdo a “IEEE Guide for loading mineral-oil immersed transformers”, IEEE Std. C57.91-1905(R2004) donde aparece el programa original desarrollado en BASIC. Si bien este programa no fue desarrollado profesionalmente y puede ser utilizado casi exclusivamente por alguien que se dedique a la industria de la Ing. Eléctrica.

El contenido del archivo datos_trafo.txt es algo como:
28000,75,51690,0,21078,36986
52267,65,63.0,80,55.0,25.0,30.0
2,0,5,1.00
75600,31400,1,4910
0,0,36986
89.9,73.3,74.1,69.6,48.0
2,1,60,12
0,30.0,.751
1,29.5,.64
6,28.2,.56
7,29.8,.62
10,35.9,.88
13,39.6,1.03
14,40,1.07
15,40,1.10
16,39.6,1.10
18,36.8,1.04
21,32.5,.88
24,30.0,.73

Versión 1

Publicado el 15 de Mayo del 2014gráfica de visualizaciones de la versión: Versión 1
1.184 visualizaciones desde el 15 de Mayo del 2014. Una media de 14 por semana
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# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Tue Mar 04 10:24:20 2014

@author: Serge
"""
 
from numpy import array,floor,zeros,exp,absolute
 
#                 Creando archivo de salida
sal=open("registro.txt","w")
 
print "\nPrograma para el calculo del envejecimiento de \
transformador con carga y temperaturas variables \n\n"
 
sal.write("Programa para el cálculo del envejecimiento de \
transformador con carga y temperaturas variables \n\n")
 
#                 Abriendo datos del Transformador
 
Datos=open('datos_trafo.txt','r')
 
#                        Leyendo Primera linea
a=Datos.readline()
a1=a.split(',')
 
xkva1=(float(a1[0]))
tkva1=(float(a1[1]))
pw=(float(a1[2]))
pe=(float(a1[3]))
ps=(float(a1[4]))
pc=(float(a1[5]))
 
#                        Leyendo Segunda linea
a=Datos.readline()
a2=a.split(',')
 
xkva2=(float(a2[0]))
thkva2=(float(a2[1]))
thewa=(float(a2[2]))
thehsa=(float(a2[3]))
thetor=(float(a2[4]))
thebor=(float(a2[5]))
tar=(float(a2[6]))
 
#                        Leyendo Tercera linea
a=Datos.readline()
a3=a.split(',')
 
mc=(float(a3[0]))
puelhs=(float(a3[1]))
tauw=(float(a3[2]))
hhs=(float(a3[3]))
 
#                        Leyendo Cuarta linea
a=Datos.readline()
a4=a.split(',')
 
wcc=(float(a4[0]))
wtank=(float(a4[1]))
mf=(float(a4[2]))
gfluid=(float(a4[3]))
 
 
#                        Leyendo Quinta linea
a=Datos.readline()
a5=a.split(',')
 
mcore=(float(a5[0]))
timcor=(float(a5[1]))
pcoe=(float(a5[2]))
 
 
#                        Leyendo Sexta linea
a=Datos.readline()
a6=a.split(',')
 
ths=(float(a6[0]))
tw=(float(a6[1]))
tto=(float(a6[2]))
ttdo=(float(a6[3]))
tbo=(float(a6[4]))
 
#print ths
 
#                        Leyendo Septima linea
a=Datos.readline()
a7=a.split(',')
 
ma=(float(a7[0]))
mpr=(float(a7[1]))
dtp=(float(a7[2]))
jj=(float(a7[3]))
 
#                        Leyendo tim(j), amb(j), pul(j)
 
tim=[]; amb=[]; pul=[]
 
for line in Datos:
    a8=line.split(',')
    tim.append(float(a8[0]))
    amb.append(float(a8[1]))
    pul.append(float(a8[2]))
 
tim=array(tim);amb=array(amb);pul=array(pul)
tim=tim*60
Datos.close()
#                           Fin de lectura
 
#                       Definiendo función fnv
 
def fnv(b,c,tmu):
    FNV=b*exp(c/(tmu+273))
    return FNV
 
timcor=timcor*60
 
if ma==1:
    x=0.5
    yn=0.8
    z=0.5
    thedor=thetor
    print "Modo de Enfriamiento: OA"
    sal.write("Modo de Enfriamiento: OA\n")
elif ma==2:
    x=0.5
    yn=0.9
    z=0.5
    thedor=thetor
    print "Modo de enfriamiento: FA"
    sal.write("\nModo de enfriamiento: FA\n")
elif ma==3:
    x=0.5
    yn=0.9
    z=1
    thedor=thewa
    print "Modo de enfriamiento: NDFOA"
    sal.write("Modo de enfriamiento: NDFOA\n")
elif ma==4:
    x=1
    yn=1
    z=1
    thedor=thetor
    print "Modo de enfriamiento: DFOA"
    sal.write("Modo de enfriamiento: NDFOA\n")
 
twr=tar+thkva2
twrt=tar+thewa
thsr=tar+thehsa
ttor=tar+thetor
tbor=tar+thebor
ttdor=thedor+tar
twor=(hhs*(ttdor-tbor))+tbor
tdaor=(ttdor+tbor)/2
tfaver=(ttor+tbor)/2
tfave=(tto+tbo)/2
two=tbo+(hhs*(ttdo-tbo))
 
if mc==1:
    tk=225
    cpw=6.798
elif mc==2:
    tk=234.5
    cpw=2.91
 
xk2=(xkva2/xkva1)**2
tk2=(tk+twr)/(tk+tkva1)
pw=xk2*pw*tk2
pe=xk2*pe/tk2
ps=xk2*ps/tk2
pt=pw+pe+ps+pc
 
if (pe/pw)>puelhs:
    puelhs=pe/pw
 
tkhs=(thsr+tk)/(twr+tk)
pwhs=tkhs*pw
pehs=puelhs*pwhs
xmcp=(pe+pw)*tauw/(twrt-tdaor)
wwind=xmcp/cpw
 
if wwind>wcc:
    print "Constante de tiempo de devanado muy alta, cambie \
    el dato en el archivo de lectura de datos a un valor mas pequeño"
    sal.write("Constante de tiempo de devanado muy alta, cambie \
    el dato en el archivo de lectura de datos a un valor mas pequeño\n")
 
if mf==1:
    cpf=13.92
    rhof=0.031621
    c=2797.3
    b=0.0013473
    print "Fluido de enfriamiento: Aceite de transformador"
    sal.write("Fluido de enfriamiento: Aceite de transformador\n")
elif mf==2:
    cpf=11.49
    rhof=0.0347
    c=1782.3
    b=0.12127
    print "Fluido de enfriamiento: Silicona"
    sal.write("Fluido de enfriamiento: Silicona\n")
elif mf==3:
    cpf=14.55
    rhof=0.03178
    c=4434.7
    b=7.343e-5
    print "Fluido de enfriamitno: HTHC"
    sal.write("Fluido de enfriamitno: HTHC\n")
 
wcore=wcc-wwind
cpst=3.51
wfl=gfluid*231*rhof
summcp=(wtank*cpst)+(wcore*cpst)+(wfl*cpf)
t=(twrt+tdaor)/2
visr=fnv(b,c,t)
t=(thsr+twor)/2
vihsr=fnv(b,c,t)
tmp=0
 
if mpr<1:
    dtp=15
 
kk=int(floor(tim[jj-1]/dtp)+0.01)
k=0
timp=zeros(24)
for k in xrange(kk):
    tmp=tmp+dtp
    timp[k]=tmp
 
if mpr>=1:
    print "Time    HS   TOPO   TOPDO  BOTO \nHORAS  TEMP  TEMP    TEMP   TEMP"
    sal.write("\nTime        HS       TOPO       TOPDO      BOTO \nHORAS       TEMP     TEMP       TEMP       TEMP\n")
 
thsmax=ths
timhs=0
ttomax=tto
timto=0
ax=(15000.0/383.0)-(15000.0/(ths+273.0))
a=exp(ax)
asum=0
j=0
k=0
tims=0
timsh=0.0
dt=1
 
if (tauw/dt)<2:
    dt=dt/2
 
if mpr>=1:
    print '%3.3f'%(timsh),'%3.3f'%(ths), '%3.3f'%(tto), '%3.3f'%(ttdo), '%3.3f'%(tbo)
 
    val='%3.3f'%(timsh),'%3.3f'%(ths), '%3.3f'%(tto), '%3.3f'%(ttdo), '%3.3f'%(tbo)
    sal.write(str(val)+"\n")
 
 
 
 
 
 
while tims<tim[jj-1]:
 
 
    while tims<timp[k]:
 
 
        tims=tims+dt
        if tims>tim[j+1]:
            j+=1
 
 
 
        timsh=tims/60.0
 
        if absolute(tim[j+1]-tim[j])<0.01:
            j+=1
 
        sl=(pul[j+1]-pul[j])/(tim[j+1]-tim[j])
        pl=pul[j]+(sl*(tims-tim[j]))
        slamb=(amb[j+1]-amb[j])/(tim[j+1]-tim[j])
        ta=amb[j]+(slamb*(tims-tim[j]))
        tdao=(ttdo+tbo)/2
 
        if tw<tdao:
            tw=tdao
 
 
 
        tkw=(tw+tk)/(twr+tk)
        qwgen=pl*pl*((tkw*pw)+(pe/tkw))*dt
        t=(tw+tdao)/2
        vis=fnv(b,c,t)
        qwlost=(((tw-tdao)/(twrt-tdaor))**1.25)*((visr/vis)**0.25)*(pw+pe)*dt
        tw=(qwgen-qwlost+(xmcp*tw))/xmcp
        dtdo=(ttdor-tbor)*((qwlost/((pw+pe)*dt))**x)
        ttdo=tbo+dtdo
        tdao=(ttdo+tbo)/2
        two=tbo+(hhs*dtdo)
        tkhs=(ths+tk)/(thsr+tk)
 
        if (ttdo+0.1)<tto:
            two=tto
 
        if ths<tw:
            ths=tw
 
        if ths<two:
            ths=two
 
        qhsgen=pl*pl*((tkhs*pwhs)+(pehs/tkhs))*dt
        t=(ths+two)/2
        vishs=fnv(b,c,t)
        qlhs=(((ths-two)/(thsr-twor))**1.25)*((vihsr/vishs)**0.25)*(pwhs+pehs)*dt
        ths=(qhsgen-qlhs+(xmcp*ths))/xmcp
        qs=((pl*pl*ps)/tkw)*dt
        qlostf=(((tfave-ta)/(tfaver-tar))**(1/yn))*pt*dt
 
        if mcore>1:
            if tims>timcor:
                qc=pcoe*dt
            else:
                qc=pc*dt
        else:
            qc=pc*dt
 
        tfave=(qwlost+qc+qs-qlostf+(summcp*tfave))/summcp
        dttb=((qlostf/(pt*dt))**z)*(ttor-tbor)
        tto=tfave+(dttb/2)
        tbo=tfave-(dttb/2)
        ax=(15000.0/383.0)-(15000.0/(ths+273.0))
        a=exp(ax)
        asum=asum+(a*dt)
 
        if ths>thsmax:
            thsmax=ths
            timhs=timsh
        else :
            if tto>ttomax:
                ttomax=tto
                timto=timsh
    if mpr>=1:
        print '%3.3f'%(timsh),'%3.3f'%(ths), '%3.3f'%(tto), '%3.3f'%(ttdo), '%3.3f'%(tbo)
 
        val='%3.3f'%(timsh),'%3.3f'%(ths), '%3.3f'%(tto), '%3.3f'%(ttdo), '%3.3f'%(tbo)
        sal.write(str(val)+"\n")
 
    k+=1
 
 
 
tims=tims-dt
asum=asum/60.0
aeq=asum/timsh
print "\nCarga en pu", xkva2,"kva"
sal.write("\nCarga en pu "+str('%3.3f'%(xkva2))+ " kva""\n")
 
print "A este kva, las perdidas a",twr," grados C son como sigue:"
sal.write("A este kva, las perdidas a "+str(twr)+" °C son como sigue:\n")
 
print "Perdidas I2R",pw,"Watts"
sal.write("Perdidas I2R "+str('%3.3f'%(pw))+ " Watts""\n")
 
print "Perdidas por Eddy",pe,"Watts"
sal.write("Perdidas por Eddy "+str('%3.3f'%(pe))+ " Watts""\n")
 
print "Perdidas por dispersion",ps,"Watts"
sal.write("Perdidas por dispersión "+str('%3.3f'%(ps))+ " Watts""\n")
 
print "Perdidas en el nucleo",pc,"Watts"
sal.write("Perdidas en el núcleo "+str('%3.3f'%(pc))+ " Watts""\n")
 
print "Perdidas totales",pt,"Watts \n"
sal.write("Perdidas totales "+str('%3.3f'%(pt))+ " Watts""\n\n")
 
print "Temperaturas durante el ciclo de carga:\n"
sal.write("Temperaturas durante el ciclo de carga:\n")
 
print "Temperatura maxima del punto caliente:",thsmax, "a las",timhs,"hrs"
sal.write("Temperatura máxima del punto caliente "+str('%3.3f'%(thsmax))+ " a las "+str('%3.3f'%(timhs))+ " hrs\n")
 
print "Temperatura maxima del fluido de la parte superior:",ttomax,"a las",timto,"hrs"
sal.write("Temperatura máxima del fluido de la parte superior "+str('%3.3f'%(ttomax))+ " a las "+str('%3.3f'%(timto))+ " hrs\n\n")
 
print "Temperatura final del punto caliente:",ths
sal.write("Temperatura del punto caliente: "+str('%3.3f'%(ths))+"\n")
 
print "Temperatura final promedio del devanado:",tw
sal.write("Temperatura final promedio del devanado "+str('%3.3f'%(tw))+"\n")
 
print "Temperatura final del aceite de la parte superior:",tto
sal.write("Temperatura final del aceite de la parte superior: "+str('%3.3f'%(tto))+"\n")
 
print "Temperatura final del aceite del ducto:",ttdo
sal.write("Temperatura final del aceite del ducto: "+str('%3.3f'%(ttdo))+"\n")
 
print "Temperatura final del aceite de la parte inferior:",tbo,"\n"
sal.write("Temperatura final del aceite de la parte inferior: "+str('%3.3f'%(tbo))+"\n\n")
 
print "Envejecimiento equivalente:",asum,"hrs"
sal.write("Envejecimiento equivalente: "+str('%3.3f'%(asum))+" hrs\n")
 
print "Duracion del ciclo de carga:",timsh,"hrs"
sal.write("Duración del ciclco de carga: "+str('%3.3f'%(timsh))+" hrs\n")
 
print "Factor de envejecimiento equivalente:"'%6.6f'%(aeq),"por unidad"
sal.write("Factor de envejecimiento equivalente: "+str('%3.3f'%(aeq))+" por unidad")
 
 
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