analisis de faemas industriales

García A., Gervasio
“ANÁLISIS
DE
INDUSTRIALES”

FALLAS

Tesis de Magíster
Ingeniería

en

EN

SISTEMAS

Ciencias

de

la

1993

Esta versión en pdf está incompleta, faltan
figuras.

A mi esposa Fely,
mi hermano Emilio,
y a toda mi familia
por su confianza y cariño.

AGRADECIMIENTOS
De
manera
muy
especial
agradezco
al
Profesor
Supervisor Dr. Hugh Rudnickque con su calidad humana y
valiosa colaboración, alentó al autor en la conclusión del
presente trabajo.
A
la
Escuela
de
Ingeniería
de
la
Pontificia
Universidad Católica de Chile por brindarme la oportunidad de
seguir estudios de Post-grado y por el respaldo brindado.
A la Universidad Mayor de San Andrés de La Paz,
Bolivia por el valioso y alentador apoyo prestado en la
continuaciónde mis estudios.

INDICE GENERAL
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
INDICE GENERAL
INDICE DE TABLAS
INDICE DE FIGURAS
RESUMEN
ABSTRACT
I.

II.

Página
ii
iii
iv
x
xii
xviii
xix

INTRODUCCION
1.1 Necesidad de Estudios en Sistemas Eléctricos
Industriales Modernos
1.2 Necesidades Computacionales en Sistemas
Eléctricos Industriales
1.3 Objetivos Principales
1.4 Organización delTrabajo
1.5 Revisión Bibliográfica
MODELACION DE LA RED
2.1 Introducción
2.2 Fuente de Suministro
2.3 Máquinas Sincrónicas
2.3.1
Cortocircuito trifásico en bornes de
una máquina sincrónica con
enrrollados amortiguadores
2.3.2
Generadores sincrónicos
2.3.3
Motores y condensadores sincrónicos
2.4 Motores de Inducción
2.4.1
Introducción
2.4.1
Motores de inducción con
contribucionesprolongadas
2.5 Cargas Rectificadas
2.5.1
Introducción
2.5.2
El Puente rectificador trifásico
2.5.3
Representación del modelo rectificador
2.6 Inversores Estáticos Trifásicos
2.6.1
Introducción
2.6.2
Tipo de Inversor
2.6.3
Operación del Convertidor en
Condiciones de Falla
2.7 Transformadores
2.8 Líneas
2.9 Iluminación

1
1
2
4
4
6
12
12
13
14
17
19
21
22
22
2325
25
26
28
38
38
42
46
52
52
53

Página
III. ASPECTOS GENERALES SOBRE EL CALCULO DE FALLAS EN
54
SISTEMAS ELECTRICOS INDUSTRIALES
3.1 Introducción
54
3.2 La Matriz Impedancia de Barras en el
Cálculo de Fallas
55
3.3 Triangularización de Matrices
58
3.4 Tipos de Fallas
59
3.5 Simplificaciones en el Cálculo de Fallas
60
3.6 Redes y Matrices de Secuencia
61
IV.CALCULO DE CORTOCIRCUITOS SEGUN NORMAS ANSI/IEEE
4.1 Introducción
4.2 Norma C37.010 - 1979
4.3 Norma C37.05 - 1979
4.4 Norma C37.13 - 1981
4.5 Factores de Multiplicación en el Cálculo de
Corrientes de Cortocircuito de Interrupción
para Interruptores de Alto Voltaje
4.6 Contribución a la Falla de Motores Grandes
4.6.1
Introducción
4.6.2
Procedimiento de cálculo
4.7 Cálculo del Efecto deCargas Rectificadas
sobre el Sistema
4.8 Cálculo del aporte de inversores sobre
el sistema

65
65
65
70
70
73
75
75
76
81
83

V.

ESTRUCTURA DEL PROGRAMA COMPUTACIONAL
5.1 Características Generales
5.2 Lenguaje Utilizado
5.3 Componentes del Programa Computacional
5.4 Introducción de Datos
5.5 Descripción de los Programas
5.5.1 Programa CC30ANSI
5.5.2 Programa CC10ANSI5.5.3 Programa CC30CONT
5.5.4 Programa CC30CR
5.5.5 Programa CC30INV

VI. APLICACION DE LOS MODELOS
6.1 Introducción
6.2 Validación del Programa Computacional
6.3 Estudios y Análisis Realizados para el
Sistema Industrial IEEE Std. 141 - 1976
6.3.1
Niveles de falla trifásica
6.3.2 Contribución individual de
motores grandes
6.3.3 Aumento gradual de motores al
sistema industrial

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87
87
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92
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100
102
104
107
107
107
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113
120
124

6.4
6.5

6.3.4 Sistema industrial IEEE Std. 141
con carga rectificada
6.3.5 Sistema industrial IEEE Std. 141
con inversor
Sistema General Electric Co.
6.4.1 Consideraciones Generales
6.4.2 Falla Monofásica en Alta Tensión
Sistema Eléctrico Industrial de 22 Barras

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126
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