sep sistemas electricos de potencia

6.
Componentes Simétricas
6.1 Introducción
Los sistemas de potencia, por razones económicas y técnicas son trifásicos simétricos, y en condiciones
normales de operación, son trifásicos balanceados, es decir, sus fasores de tensión en cualquier punto poseen
igual magnitud, sólo que desfasados, al igual que ocurre con la corriente.
En ocasiones, el sistema de potencia se ve expuesto a ciertosestados de operación que producen desbalances
en el sistema; como las cargas asimétricas y las fallas asimétricas.
El estudio riguroso de circuitos eléctricos trifásicos en condiciones desbalanceadas, impide el uso del
equivalente por fase, siendo imperativo la aplicación directa de las ecuaciones de Kirchoff, siendo esto un
proceso que suele ser en función de la envergadura del circuito muylaborioso.
En el sistema de potencia, el análisis de las condiciones de operación desbalanceada, ha sido especialmente
simplificado gracias a la aplicación de un artificio matemático, el cual permite la condición de desbalance sea
estudiada en forma balanceada. Este particular método recibe el nombre de Componentes Simétricas.
El análisis mediante el empleo de componentes simétricas en lossistemas de potencia resulta especialmente
útil, especialmente debido a que la mayor parte de las fallas en estos, son por condiciones asimétricas:
cortocircuitos asimétricos, fallas asimétricas a través de impedancias o conductores abiertos.

6.2 Teoría de Componentes Simétricas
La resolución de sistemas de potencia balanceados resulta simple cuando es utilizado el análisis de
equivalente porfase, esto se logra haciendo uso de la cualidad de simetría trifásica. En cambio, un sistema
desbalanceado o balanceado con condiciones terminales desbalanceadas, no permite el uso de las mismas
simplificaciones.
En los métodos antiguos de análisis de sistemas de potencia, se era necesario asignar símbolos a las
cantidades en las tres fases y resolver el sistema como un todo, resultandocomplicado, hasta con la utilización
de computadores digitales.
En el año de 1918, durante una reunión del "American Institute of Electric Engineers" (actual Institute of
Electric and Electronic Engineers, IEEE), el investigador C. L. Fortescue, presentó un trabajo que hoy por
hoy constituye una de las más poderosas herramientas para el estudio de sistemas polifásicos desequilibrados.
El trabajorealizado por C. L. Fortescue demuestra que un sistema desequilibrado de n vectores relacionados
entre sí, puede descomponerse en n sistemas de vectores equilibrados denominados Componentes Simétricas
de los vectores originales.
En un sistema eléctrico n-fásico, el trabajo de Fortescue establece que un conjunto de n fasores
desbalanceados puede expresarse como n-1 sistemas de n fasoresequilibrados de las n secuencias posibles y
un sistema particular de fasores sin fase alguna.
Francisco M. Gonzalez-Longatt

Solo para ser empleado con objetivo de evaluación, o académicos. Prohibido la reproducción total o parcial de este documento. Derechos de Autor Reservados.
Copyright © 2007. Francisco M. Gonzalez-Longatt. fglongatt@ieee.org

Capítulo 6

Solo para ser empleado con objetivode evaluación, o académicos. Prohibido la reproducción total o parcial de este documento. Derechos de Autor Reservados.
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Componentes Simétricas

Para mayor información consultar: C. L. Fortescue, “Method of Symmetrical Coordinates Applied to the
Solution of Polyphase Neworks”, Transcations AIEE, vol 37, pág.1027-1140,1918.

6.3 Operador a
Una corriente o tensión sinusoidal con una frecuencia fija dada, queda caracterizada por solo dos parámetros,
una amplitud y un ángulo de fase, la transformación fasorial o los fasores, es simplemente una representación
en el dominio de la frecuencia de una variable eléctrica.
En los sistema polifásicos, (varias fases) existe un desplazamiento en el ángulos de fase...