Energy Power system D.Das

10.1Introducción
Los capítulos 8 y 9 se dedicaron al tratamiento de fallas simétricas y componentes simétricas en un sistema de energía. En el caso de análisis de fallos simétrica, sistema permanece equilibrada durante tales fallos y el análisis convenientemente podría llevarse a cabo sobre una base de una sola fase. En el presente capítulo, nos ocuparemos de las fallas desequilibradas(asimétricos), los diferentes tipos de fallas desequilibradas que se producen en los sistemas de energía son: (a) Derivación Tipo Fallos y (b) Serie Tipo de Fallos.
Fallos de derivación son de tres tipos:
1. Falla de línea recta a tierra (L-G).
2. Falla de Línea a Línea (L-L).
3. Falla de doble línea a tierra (G-L-L).
Ejemplo de falla de tipo serie es falla del conductor abierto.
Análisis de fallasno balanceadas es muy importante para los estudios de ajuste de relés, interruptores de una sola fase y estabilidad del sistema. El método de componentes simétricas se explica en el capítulo 9 es una herramienta poderosa para el estudio de las fallas desequilibradas y se aplicará en este capítulo.
10.2Una sola línea de falla a tierra
La figura 10.1 muestra un generador trifásico con neutro atierra a través de impedancia Zn.

Fig. 10.1: culpa L-G en fase a.
Suponiendo que se produzca la falla en fase a través de una impedancia Zf. También suponiendo que el generador se encuentra inicialmente sin carga y las condiciones límites en el punto de falla son:
Ib=0…(10.1)
Ic=0…(10.2)
21200377991...(10.3)
Los componentes simétricos de las corrientes fallidas son:

Donde obtenemos:…(10.4)
Expresando la ecuación (10.3) en términos de componentes simétricas, obtenemos:
…(10.5)
Según las ecuaciones. (10.4) y (10.5), las corrientes de secuencia positiva, negativa y cero son iguales y la suma de la secuencia de tensiones es igual 3Zf Ia1. Estas ecuaciones sugieren una conexión en serie de redes de secuencia a través de una impedancia 3Zf, En el Capítulo 9, Sección 9.5, red desecuencia de generador síncrono ha sido presentada.
En muchas aplicaciones prácticas, las impedancias de secuencia positiva y negativa resultan ser iguales, si el generador está sólidamente conectado a tierra Zn = 0 y para las fallas atornilladas Zf = 0. Fig 10.2 muestra la conexión del circuito equivalente.

Figura 10.2: Secuencia de conexión de red para una sola línea de falla a tierra.
Por lotanto para la línea de fallas a tierra, la impedancia Thevenin hasta el punto de falla se obtiene para cada red de secuencia. A partir de la figura 10.2, podemos escribir:
…(10.6)
La Corriente de falla Ia se da por:
…(10.7)
En una sola línea para conectar a tierra la condición de falla, la tensión de la línea B a tierra es:

O:
…(10.8)
Utilizando las ecuaciones (10.8) y (10.7), obtenemos:…(10.9)
Similarmente:
…(10.10)
Utilizando las ecuaciones (10.7) y (10.10), obtenemos:
…(10.11)
10.3 Falla de Línea a Línea
La figura 10.3 muestra un generador síncrono trifásico con un fallo a través de una impedancia Zf entre la fase b y c. Se supone que ese generador está inicialmente en condición sin carga.

Figura 10.3: Falla Línea a línea entre las fases b y c.
Las condiciones defrontera en el punto de falla son:
…(10.12)
…(10.13)
…(10.14)
Los componentes simétricos de las corrientes de falla son:
…(10.15)
Sustituyendo Ia=0, Ic= -Ib en la ecuación (10.15), obtenemos
…(10.16)
De donde obtenemos:
…(10.17)…(10.18)
Las componentes simétricas de bajos voltajes de falla son:
…(10.19)
Sustituyendo Vc= Vb- ZfIb en la ecuación (10.19), obtenemos:
…(10.20)
De la ecuación(10.20), obtenemos:
…(10.21)
…(10.22)
Restando la ecuación. (10.22) de la ecuación. (10.21), obtenemos:
…(10.23)
…(10.24)
Ahora
192941726763400…(10.25)
Usando las ecuaciones (10.24) y (10.25), obtenemos:
…(10.26)
Las ecuaciones (10.17) y (10.26) se pueden representar mediante la conexión de las redes de secuencia positiva y negativa en oposición y el circuito equivalente se...