analisis de fallas

Análisis de Fallas.
– Los propósitos con que se realiza un estudio de fallas en un SEP’s son diversos.
– En ocasiones, la especificación de equipo de interrupción es el objetivo principal.
– La definición de estrategias operativas dentro de ciertos niveles de corto circuito, así como el ajuste de equipo de protección requieren del análisis de fallas.
– La ocurrencia de fallas o cortocircuitos en SEP’s es un fenómeno de naturaleza aleatoria.
– Una falla es en realidad una conexión no planeada que modifica drásticamente la condición de operación de un SEP.
– El impacto de la falla en la operación del SEP en el tiempo, siendo en los primeros ciclos después de su ocurrencia donde se presentan los valores mayores de corrientes.
– El estudio completo de fallas en SEP’s requiere deestudios dinámicos
(estabilidad transitoria) con el propósito de conocer el impacto de éstas, sobre el comportamiento de diversas variables del SEP conforme transcurre el tiempo.
– En forma genérica, las fallas en un SEP suelen ser clasificadas como fallas simétricas y asimétricas, o fallas en derivación y fallas serie.
– Conceptualmente, la ocurrencia de una falla en el SEP’s puederepresentarse como la conexión de una impedancia (Zf) a través de la cual circulará una corriente (If) como se muestra en la siguiente figura

– En los estudios de fallas es común hacer ciertas consideraciones que permiten simplificar el modelado del SEP, sin que los resultados sean drásticamente influenciado de manera negativa.• La corriente de magnetización y pérdidas en el nucleo de los transformadoresse ignoran.
• La capacitancia en derivación de las líneas se ignora.
• El SEP opera en forma balanceada y puede ser evaluado usando técnicas de análisis de circuitos en estado estable sinusoidal.
• El voltaje de pre-falla en todos los buses del SEP es igual a 1.0 p.u.
– Desde el punto de vista del SEP, el interés principal es conocer la inyección de corriente en el punto de falla.
– Sí elvalor de Ifes conocido, el comportamiento del SEP puede analizarse sin conectar la impedancia de fallaZf, esto es,Vf= [Z] (Ipf+ If), [Z]es la matriz de impedancia de bus, e Ipflas corrientes de prefalla.
Cálculo de Corrientes de Falla.
– El principal problema en un estudio de fallas consiste en determinar la corriente de falla. Este problema puede ser resuelto aplicando el principio desuperposición y el equivalente de Thevenin del SEP visto desde el (los) punto(s) en que se presenta(n) la(s) falla(s). Mátematicamente, esto puede expresrse como VBF = VPBF + ZBFIF– Esta expresión representa al equivalente de Thevenin del SEP visto desde el (los) nodo(s) en que se presenta(n) la(s9falla(s).– En forma similar, la(s) falla(s) puede(n) ser expresada(s) como: VBF= ZFIF, relacionando el voltaje enel(los) nodo(s) de falla con la inyección de la(s) corriente(s) de falla. Esta relación puede representarse gráficamente como se muestra en la siguiente figura.

– La corriente de falla se determina conectado los nodos del SEP (p,q,r) con los de la impedancia de falla (p’,q’,r’).
– En consecuencia los voltajes son iguales y las corrientes If e IF son de igual magnitud, pero con sentidocontrario, esto es If=-IF
. Se tiene entonces que:

–VPBFes el voltaje de prefalla en el(los) bus(es) que se presenta(n) la(s) falla(s) e IFes la corriente de falla
–ZBFes la impedancia de Thevenín del SEP vista desde el(los) bus(es) en que se presenta(n) la(s) falla(s) y ZFes la (matriz de) impedancia(s) de falla.
– Se infiere, que la corriente de falla depende tanto del equivalente de Thevenin delSEP visto desde el (los) nodo(s) en que ocurre(n) la(s) fallas como de la (matriz de) impedancia(s) de falla.
– El tipo de fallas que con mayor frecuencia experimenta un SEP son las asimétricas o desbalanceadas.
– Según la frecuencia con que ocurren en un SEP, se tiene el orden siguiente;
• Falla sencilla línea (fase) a tierra, representa aproximadamente el 70% de las fallas que experimenta...