sistemas de potencia
Páginas: 8 (1850 palabras)
Publicado: 25 de marzo de 2013
7.
Fallas Asimétricas
7.1 Introducción
Una gran proporción de las fallas en lo sistemas eléctricos de potencia son asimétricos, fallas asimétricas a
través de impedancias (cortocircuitos monofásicos, bifásicos, bifásicos a tierra) o de conductores abiertos (una
y dos fases abiertas); por lo que resulta de especial interés su estudio dentro de los sistemas de potencia.
La presente sección,persigue establecer los fundamentos teóricos, del calculo de fallos asimétricos, ya sea por
cortocircuitos, fallos asimétricos a través de impedancias (fallas shunt) o conductores abiertos (fallas serie). El
motivo esencial del estudio de las condiciones asimétricas de falla, consiste en los tremendos desbalances que
se pueden presentar en las tensiones y corrientes del sistema de potencia, quepueden ser de especial daño a
los elementos del sistema de potencia.
Debido a que la falla asimétrica da lugar a la circulación de corrientes desequilibradas, resulta sumamente
ventajoso que sea atacado este problema por medio de la teoría de componentes simétricas para analizar las
condiciones del sistema.
7.2 Modelo de Secuencia de un Generador
El estudio de las fallas asimétricas,resultan especialmente sencillo con el uso de la Teoría de Componentes
Simétricos; en donde se plantea que ante condiciones asimétricas impuestas en el sistema, este queda
confinado al estudio de componentes de secuencia positiva, negativa y cero.
Para poder potenciar el estudio de las fallas simétricas, supóngase un generador sincrónico, el cual se
considera impulsado a velocidad nominal, yexcitado de forma tal que en operación en vacío, la tensión en
terminales del mismo, es la tensión nominal de la máquina. Por ahora se supondrá por simplicidad que se trata
de una máquina de rotor liso, la cual se encuentra operando en condiciones no saturada. La máquina se
encuentra en conexión estrella con el neutro conectado a tierra a través de una impedancia Zn. Por la teoría de
componentessimétricas, se conoce que en secuencia positiva, el modelo por fase del generador, queda
simplemente confinado a la impedancia de secuencia positiva de la máquina y el voltaje interno inducido.
Figura 1. Modelo Equivalente de un Generador por Fase en Secuencia Positiva
Z1
+
Va n
I a1
+
a
Va1
−
n
Va1 = Van − Z1I a1
Francisco M. Gonzalez-Longatt
(1)
Solo para serempleado 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 7
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
2
Fallas Asimétricas
La red de secuencia negativa para el generador sin carga, no posee F.E.M. y esta formada solo por las
impedancias del generador que presenta a las corrientes de secuencia negativa. En secuencia negativa, la barra
de referencia de la red también es el neutro del generador.
Figura 2. Modelo Equivalente por Fase delGenerador Sincrónico para Secuencia Negativa
I a2
Z2
a
+
Va 2
−
n
Va 2 = − Z 2 I a 2
(2)
El modelo de la red equivalente para el generador sin carga en secuencia negativa, no contiene F.E.M y esta
constituido por las impedancias de secuencia cero del generador y la impedancia de puesta a tierra. La barra
de referencia de esta red de secuencia en este caso es tierra.
Figura3. Modelo Equivalente por fase de un generador en Secuencia Cero
n
Z0
I a0
+
Zn
a
Va 0
−
Va 0 = −(3Z n + Z 0 )I a 0
(3)
Ahora bien, las ecuaciones (1), (2) y (3) son obtenidas para describir el comportamiento del generador ante
cualquier condición asimétrica de operación. Por tanto, si se considera a las fallas asimétricas, una condición
de desbalance terminal la...
Fallas Asimétricas
7.1 Introducción
Una gran proporción de las fallas en lo sistemas eléctricos de potencia son asimétricos, fallas asimétricas a
través de impedancias (cortocircuitos monofásicos, bifásicos, bifásicos a tierra) o de conductores abiertos (una
y dos fases abiertas); por lo que resulta de especial interés su estudio dentro de los sistemas de potencia.
La presente sección,persigue establecer los fundamentos teóricos, del calculo de fallos asimétricos, ya sea por
cortocircuitos, fallos asimétricos a través de impedancias (fallas shunt) o conductores abiertos (fallas serie). El
motivo esencial del estudio de las condiciones asimétricas de falla, consiste en los tremendos desbalances que
se pueden presentar en las tensiones y corrientes del sistema de potencia, quepueden ser de especial daño a
los elementos del sistema de potencia.
Debido a que la falla asimétrica da lugar a la circulación de corrientes desequilibradas, resulta sumamente
ventajoso que sea atacado este problema por medio de la teoría de componentes simétricas para analizar las
condiciones del sistema.
7.2 Modelo de Secuencia de un Generador
El estudio de las fallas asimétricas,resultan especialmente sencillo con el uso de la Teoría de Componentes
Simétricos; en donde se plantea que ante condiciones asimétricas impuestas en el sistema, este queda
confinado al estudio de componentes de secuencia positiva, negativa y cero.
Para poder potenciar el estudio de las fallas simétricas, supóngase un generador sincrónico, el cual se
considera impulsado a velocidad nominal, yexcitado de forma tal que en operación en vacío, la tensión en
terminales del mismo, es la tensión nominal de la máquina. Por ahora se supondrá por simplicidad que se trata
de una máquina de rotor liso, la cual se encuentra operando en condiciones no saturada. La máquina se
encuentra en conexión estrella con el neutro conectado a tierra a través de una impedancia Zn. Por la teoría de
componentessimétricas, se conoce que en secuencia positiva, el modelo por fase del generador, queda
simplemente confinado a la impedancia de secuencia positiva de la máquina y el voltaje interno inducido.
Figura 1. Modelo Equivalente de un Generador por Fase en Secuencia Positiva
Z1
+
Va n
I a1
+
a
Va1
−
n
Va1 = Van − Z1I a1
Francisco M. Gonzalez-Longatt
(1)
Solo para serempleado 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 7
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
2
Fallas Asimétricas
La red de secuencia negativa para el generador sin carga, no posee F.E.M. y esta formada solo por las
impedancias del generador que presenta a las corrientes de secuencia negativa. En secuencia negativa, la barra
de referencia de la red también es el neutro del generador.
Figura 2. Modelo Equivalente por Fase delGenerador Sincrónico para Secuencia Negativa
I a2
Z2
a
+
Va 2
−
n
Va 2 = − Z 2 I a 2
(2)
El modelo de la red equivalente para el generador sin carga en secuencia negativa, no contiene F.E.M y esta
constituido por las impedancias de secuencia cero del generador y la impedancia de puesta a tierra. La barra
de referencia de esta red de secuencia en este caso es tierra.
Figura3. Modelo Equivalente por fase de un generador en Secuencia Cero
n
Z0
I a0
+
Zn
a
Va 0
−
Va 0 = −(3Z n + Z 0 )I a 0
(3)
Ahora bien, las ecuaciones (1), (2) y (3) son obtenidas para describir el comportamiento del generador ante
cualquier condición asimétrica de operación. Por tanto, si se considera a las fallas asimétricas, una condición
de desbalance terminal la...
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