Componentes Simetricas

Departamento de Ingeniería Eléctrica Área Electrotecnia Universidad Nacional de Mar del Plata

El método de las Componentes Simétricas

Autor: Ingeniero Electricista Gustavo L. Ferro – Prof. Adjunto – Electrotecnia EDICION 2010

Facultad de Ingeniería (U.N.M.D.P.) – Departamento de Ing. Eléctrica – Área Electrotecnia El método de las componentes simétricas

Índice

1 2 3 4 5 6 7 8 9Introducción Orden de fases y simetría Definiciones sobre la naturaleza de los sistemas El vector operador "a" Teorema de Fortescue Determinación de las componentes simétricas Tensiones trifásicas desequilibradas en componentes simétricas Corrientes trifásicas desequilibradas en componentes simétricas Potencia en función de componentes simétricas

10 Impedancias de secuencia o secuenciales 11Sistemas de tensiones y corrientes de secuencia cero 12 Casos elementales típicos de resolver con componentes simétricas 13 F.e.m.s. generadas por los alternadores trifásicos 14 La corriente de neutro 15 Ejemplos numéricos de aplicación del Método de las Componentes Simétricas

Ingeniero Gustavo L. Ferro – Prof. Adjunto Electrotecnia

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Facultad de Ingeniería (U.N.M.D.P.) –Departamento de Ing. Eléctrica – Área Electrotecnia El método de las componentes simétricas

1. Introducción El análisis de un circuito trifásico de tensiones y corrientes perfectas (igual magnitud en las tres fases y desplazadas entre si 120º) y en el cual todos los elementos del circuito, en cada una de las fases, son simétricos y balanceados es relativamente simple, ya que este circuito trifásicopuede ser estudiado mediante el denominado "equivalente monofásico", que nos lleva a la misma solución directamente. El análisis de las leyes de Kirchhoff es mucho más difícil cuando el circuito no es simétrico, tal el caso de tratarse de cargas desbalanceadas, cortocircuitos asimétricos, etc. Se dice que un circuito trifásico es asimétrico o está desequilibrado, cuando las f.e.m. de los generadoresde alimentación no están equilibradas o cuando los receptores no están simétricamente conectados a la red. Se trate de una u otra causa, resulta que las tensiones e intensidades dejan de ser equilibradas. Esta situación se da, con frecuencia, en los sistemas de transporte y distribución de energía eléctrica cuando se producen “cortocircuitos o fallas” En el año 1918, C.L. Fortescue presentó en unareunión del "American Institute of Electrical Engineers", un trabajo que constituye una de las herramientas más poderosas para el estudio de los circuitos polifásicos desequilibrados. Para el análisis de estos circuitos, Fortescue, ideó el llamado "método de las componentes simétricas", que consiste en descomponer un sistema asimétrico en los llamados "sistemas simétricos", también denominados"componentes simétricas" del sistema original. La idea del método consiste en suponer que todo circuito trifásico asimétrico y desequilibrado puede ser expresado por medio de la suma o composición de tres sistemas simétricos, los que a su vez son fácilmente solubles. Aunque el método de las componentes simétricas se aplica al análisis de cualquier sistema polifásico, de aquí en adelante nosreferiremos particularmente a sistemas trifásicos, dado que son los que más frecuentemente encontramos. Este método de análisis hace posible la predicción, fácilmente y exactamente, del comportamiento de los sistemas de potencia durante las condiciones de cortocircuito asimétricos o cargas desbalanceadas. Las componentes simétricas suministran un instrumento para determinar analíticamente el rendimiento deciertos tipos de circuitos eléctricos no balanceados que contienen máquinas eléctricas rotatorias. Este instrumento es particularmente útil en el análisis del rendimiento de maquinaria eléctrica polifásica, cuando se hace funcionar desde sistemas de tensiones desbalanceados. Aunque puede ser usado para resolver redes estáticas no balanceadas, esta aplicación sería en general más molesta y...