Fallas en sistemas electricos de potencia

Contenido (VI)

6. Fallas en sistemas eléctricos de potencia
6.1 Introducción
6.2 Mallas de secuencia
6.3 Cortocircuitos
6.4 Fases abiertas
6.5 Protecciones

SD20A – Electrotecnologías para el Siglo XXI

EL-57A Sistemas Eléctricos de Potencia
Dr.-Ing. Rodrigo Palma Behnke
Depto. de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Chile / Otoño 2007

Introducción (I)

Definición del ProblemaEl análisis de fallas en los sistemas eléctricos de potencia se enmarca en un problema más
amplio denominado --> Cálculo de condiciones anormales

Perturbaciones
• sobrecargas moderadas
• cargas asimétricas
• oscilaciones pequeñas

No tienen efectos graves
si se producen en períodos
cortos.

Operaciones
Anormales
• errores de operación
• errores en ajuste de
proteccionesPueden provocar
interrupciones
de servicio.

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Fallas
• fases abiertas
• cortocircuitos:
monofásico, bifásico,
trifásico

Graves, necesidad de
desconexión rápida:
• Fases abiertas: originan
calentamiento
• Cortocircuito: corrientes
elevadas, esfuerzos
mecánicos,
telecomunicaciones.
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Introducción (II)
Motivos para su estudio
- Dimensionamiento de interruptores
- Deconectadores, fusibles
- Ajuste de relés de protección
- equipos en general

Razón/Motivo

Ejemplo

70 a 80

Atmosféricas

7 a 15

Mecánicas

Rayos,
tempestades,neblina, hielo,
nieve, salinidad,
etc.
Roturas de
conductores,
aisladores, golpes,
caídas,

8 a 10

Causas de Cortocircuito

Porcentaje
[% ]

Eléctricas

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Aislantes
envejecidos,
errores humanos.
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Introducción (III)
Cortocircuitos más frecuentes
- Monofásicos

--> 70 a 80 %

- Bifásicos a tierra --> 10 %
- Trifásicos

--> 8 a 10 %

Tipos de fallas
- Simétricas

--> trifásicas

- Asimétricas

--> monofásicas y bifásicas

Otras características
- Fallas fugaces

--> 90 a 95 %

- Elevado costo de

--> compromiso inversión vs.seguridad de servicio

evitarlas
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Introducción (IV)

Componentes Simétricas (Fortescue 1918)
Transformación lineal que permite expresar un sistema desequilibradoen tres
sistemas equilibrados que se superponen

a
b
c

i a + ib + i c

ia
ib
ic
n

Transformación lineal

ia
ib
ic
n

3i 0

Set a-b-c

Secuencia
cero

ic
ia
ib

a i1 i 2 i 0
b a2 i1 ai 2 i 0
c ai1 a2 i i 0
2

Secuencia
positiva

ai1

i0 i0 i0

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Secuencia
negativaai 2

i1
2

a i1

i2

a2 i 2
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Introducción (V)
factor de giro

⎡i a ⎤ ⎡1 1 1 ⎤ ⎡i 0 ⎤
⎢i ⎥ = ⎢1 a2 a ⎥ ⎢i ⎥
⎢b⎥ ⎢
⎥⎢ 1 ⎥
⎢i c ⎥ ⎢1 a a2 ⎥ ⎢i 2 ⎥
⎦⎣ ⎦
⎣ ⎦ ⎣

a=e

j120o

2

a =e

A

1
3
=− + j
2
2

j 240o

2

1+ a +a = 0

1
3
=− − j
2
2

Ejemplo
Obtenga las componentes simétricas para las siguientes corrientes no balanceadas:

i a = 1.6∠25º
ib = 1.0∠180º

i 0 = 0.4512∠96.45º

i c = 0.9∠132º

i 2 = 0.6024∠22.3157º

i1 = 0.9435∠− 0.055º

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