Fallas
Páginas: 11 (2517 palabras)
Publicado: 22 de noviembre de 2011
METODOLOGÍA GENERAL PARA EL ANÁLISIS DE FALLAS
9.1 INTRODUCCIÓN
El análisis de fallas en sistemas eléctricos ha evolucionado a la par que las herramientas de cálculo numérico. Los primeros estudios recibieron el nombre genérico de cortocircuito y a la fecha todavía se le aplica este nombre, asignado al análisis de fallas trifásicas en sistemas eléctricos, bajo ciertas suposicionesque simplificaban el análisis. Actualmente, es posible realizar simulaciones sobre una variedad de sistemas y fallas y bajo un menor número de suposiciones, con lo que se permite obtener resultados más precisos para la coordinación de protecciones en redes eléctricas. Estas simulaciones se conjuntan en lo que se ha dado a conocer bajo el nombre de análisis generalizado de fallas.
Estametodología permite el análisis sistemático de fallas balanceadas o desbalanceadas en un sistema eléctrico de potencia o distribución. Estas fallas, normalmente se clasifican en:
Fallas en Derivación:
• Línea a tierra.
• Doble línea a tierra.
• Entre líneas.
• Trifásica a tierra.
• Trifásica sin aterrizar.
Fallas Serie:
• Unafase abierta
• Dos fases abiertas
Los requerimientos de información de esta metodología son los siguientes:
• Redes de secuencia positiva, negativa y cero del sistema eléctrico (matrices de admitancias nodales de secuencias).
• Condiciones de prefalla del sistema (voltajes complejos nodales), las cuales se obtienen mediante un estudio de flujos.Generalmente, se considera que las redes de secuencias positiva y negativa son idénticas, sin considerar las fuentes de voltaje, las cuales solo existen en la red de secuencia positiva, debido a que se considera condiciones de prefalla balanceadas.
La red de secuencia cero dependerá de la red de alimentación (acoplamientos mutuos) y del tipo de generadores y transformadores incluidos en el sistemaeléctrico.
9.2 SIMULACIÓN DE FALLAS EN DERIVACIÓN
En un sistema eléctrico de n nodos, se presenta una falla en derivación en el nodo q. Una situación general se muestra en la Figura 9.1.
Figura 9.1 Situación general de una falla en derivación ocurriendo en el nodo q del sistema eléctrico.
Las relacionesvoltaje-corriente de la Figura 9.1 se expresan matricialmente como:
(9.1)
y además:
Compactando la ecuación (9.1):
(9.2)
donde:(9.3)
En términos de admitancias, la ecuación (9.2) se convierte en la siguiente:
(9.4)
donde:
(9.5)
Pasando al marco dereferencia de las componentes simétricas:
Premultiplicando por :
La expresión anterior puede rescribirse como:
(9.6)
donde:
(9.7)donde T es la matriz de transformación de componentes simétricas, definida como:
(9.8)
y su inversa:
(9.9)
donde:
.
En términos de admitancias:...
9.1 INTRODUCCIÓN
El análisis de fallas en sistemas eléctricos ha evolucionado a la par que las herramientas de cálculo numérico. Los primeros estudios recibieron el nombre genérico de cortocircuito y a la fecha todavía se le aplica este nombre, asignado al análisis de fallas trifásicas en sistemas eléctricos, bajo ciertas suposicionesque simplificaban el análisis. Actualmente, es posible realizar simulaciones sobre una variedad de sistemas y fallas y bajo un menor número de suposiciones, con lo que se permite obtener resultados más precisos para la coordinación de protecciones en redes eléctricas. Estas simulaciones se conjuntan en lo que se ha dado a conocer bajo el nombre de análisis generalizado de fallas.
Estametodología permite el análisis sistemático de fallas balanceadas o desbalanceadas en un sistema eléctrico de potencia o distribución. Estas fallas, normalmente se clasifican en:
Fallas en Derivación:
• Línea a tierra.
• Doble línea a tierra.
• Entre líneas.
• Trifásica a tierra.
• Trifásica sin aterrizar.
Fallas Serie:
• Unafase abierta
• Dos fases abiertas
Los requerimientos de información de esta metodología son los siguientes:
• Redes de secuencia positiva, negativa y cero del sistema eléctrico (matrices de admitancias nodales de secuencias).
• Condiciones de prefalla del sistema (voltajes complejos nodales), las cuales se obtienen mediante un estudio de flujos.Generalmente, se considera que las redes de secuencias positiva y negativa son idénticas, sin considerar las fuentes de voltaje, las cuales solo existen en la red de secuencia positiva, debido a que se considera condiciones de prefalla balanceadas.
La red de secuencia cero dependerá de la red de alimentación (acoplamientos mutuos) y del tipo de generadores y transformadores incluidos en el sistemaeléctrico.
9.2 SIMULACIÓN DE FALLAS EN DERIVACIÓN
En un sistema eléctrico de n nodos, se presenta una falla en derivación en el nodo q. Una situación general se muestra en la Figura 9.1.
Figura 9.1 Situación general de una falla en derivación ocurriendo en el nodo q del sistema eléctrico.
Las relacionesvoltaje-corriente de la Figura 9.1 se expresan matricialmente como:
(9.1)
y además:
Compactando la ecuación (9.1):
(9.2)
donde:(9.3)
En términos de admitancias, la ecuación (9.2) se convierte en la siguiente:
(9.4)
donde:
(9.5)
Pasando al marco dereferencia de las componentes simétricas:
Premultiplicando por :
La expresión anterior puede rescribirse como:
(9.6)
donde:
(9.7)donde T es la matriz de transformación de componentes simétricas, definida como:
(9.8)
y su inversa:
(9.9)
donde:
.
En términos de admitancias:...
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