Fallas sistema de potencia
Páginas: 8 (1806 palabras)
Publicado: 27 de mayo de 2011
ANALISIS DE FALLAS EN SISTEMAS DE POTENCIA
INTRODUCCION
Aunque los sistemas sean diseñados tomando en cuenta las normas para tal efecto, un sistema 100% infalible es imposible de diseñar y construir, pues además de la imposibilidad natural para obtener un producto perfecto, tampoco es adecuado hacerlo, desde el punto de vista económico, por lo que cualquier sistema eléctrico está expuesto a lascontingencias asociadas con las fallas en su operación. Además el envejecimiento natural de los componentes de dichos sistemas, es una de las causas naturales de la presencia de fallas en los sistemas. Por orto lado existen fenómenos de carácter aleatorio y debido a la naturaleza, que también son causa muy frecuente de dichos problemas.
TIPOS DE FALLAS
– Cortocircuitos:
Trifásicosimétrico, aislado o a tierra, bifásico aislado (cortocircuito entre 2 líneas), bifásico a tierra (entre dos líneas y el conjunto a tierra) y monofásico (una línea conectada a tierra).
– Fases abiertas:
Una fase abierta, dos fases abiertas y tres fases abiertas. La última situación significa que la línea o dispositivo sale completamente de servicio. Los cortocircuitos trifásicos dan origen a fallassimétricas pues el SEP permanece eléctricamente balanceado, en cambio los cortocircuitos bifásicos aislado y a tierra y el monofásico, así como 1 ó 2 fases abiertas corresponden a fallas asimétricas, ya que el sistema queda eléctricamente desbalanceado en el punto de falla.
En el caso de fallas simétricas, el cálculo se realiza en base a una representación monofásica (por fase) de la red del SEP yse aplican las técnicas normales de análisis de circuitos. Para el cálculo de las fallas asimétricas, resulta conveniente utilizar al Método de las Componentes Simétricas.
Cortocircuitos trifásicos simétricos
Comportamiento de un generador en condiciones de cortocircuito trifásico simétrico
El generador en vacío antes de producirse la falla:
La corriente que circula por cada fase delgenerador en cortocircuito, es similar a la que circula por un circuito R-L serie, alimentado bruscamente por una fuente de tensión sinusoidal; es decir, la corriente es asimétrica respecto al eje de tiempo y disminuye en forma exponencial. Sin embargo, existe una diferencia fundamental y ella radica en que la reactancia del generador no permanece constante durante el fenómeno (Figura 5.1). Lascorrientes en las tres fases de un generador en cortocircuito se muestran en la Figura 5.2.
Usualmente la corriente continua no se considera en el análisis y su efecto se incluye posteriormente en el cálculo de las corrientes instantáneas y de interrupción de los interruptores. Despreciando el efecto de la componente continua, la corriente de cortocircuito de una fase cualquiera, resulta simétrica,como se muestra en la Figura 5.3, que corresponde a un generador con enrollados amortiguadores y en vacío antes de producirse la falla. Directamente de esta figura los valores eficaces de corrientes de cortocircuito quedan:
El generador con carga antes de producirse la falla:
En este caso, la fuerza electromotriz (fem) interna E se va modificando a medida que transcurre el fenómeno y, paradeterminar las corrientes Subtransiente y transiente de cortocircuito se deben considerar los circuitos mostrados en las Figura 5.4 y 5.5, respectivamente, donde Ze es una impedancia externa que puede existir entre los terminales del generador y el punto de Falla F y Zc es la impedancia del consumo.
Para realizar el cálculo se pueden emplear dos procedimientos
– Aplicando el teorema deThevenin en el punto de Falla: En la Figura 5.4, sean:
VF (0) : tensión en el punto F antes de producirse la falla
I" : corriente subtransiente de cortocircuito
ZTH : Impedancia equivalente de Thevenin calculada desde el punto de falla, donde:
Empleando las tensiones detrás de las reactancias subtransiente o transiente:
Cuando circula una corriente de carga Ic antes de la falla, se...
INTRODUCCION
Aunque los sistemas sean diseñados tomando en cuenta las normas para tal efecto, un sistema 100% infalible es imposible de diseñar y construir, pues además de la imposibilidad natural para obtener un producto perfecto, tampoco es adecuado hacerlo, desde el punto de vista económico, por lo que cualquier sistema eléctrico está expuesto a lascontingencias asociadas con las fallas en su operación. Además el envejecimiento natural de los componentes de dichos sistemas, es una de las causas naturales de la presencia de fallas en los sistemas. Por orto lado existen fenómenos de carácter aleatorio y debido a la naturaleza, que también son causa muy frecuente de dichos problemas.
TIPOS DE FALLAS
– Cortocircuitos:
Trifásicosimétrico, aislado o a tierra, bifásico aislado (cortocircuito entre 2 líneas), bifásico a tierra (entre dos líneas y el conjunto a tierra) y monofásico (una línea conectada a tierra).
– Fases abiertas:
Una fase abierta, dos fases abiertas y tres fases abiertas. La última situación significa que la línea o dispositivo sale completamente de servicio. Los cortocircuitos trifásicos dan origen a fallassimétricas pues el SEP permanece eléctricamente balanceado, en cambio los cortocircuitos bifásicos aislado y a tierra y el monofásico, así como 1 ó 2 fases abiertas corresponden a fallas asimétricas, ya que el sistema queda eléctricamente desbalanceado en el punto de falla.
En el caso de fallas simétricas, el cálculo se realiza en base a una representación monofásica (por fase) de la red del SEP yse aplican las técnicas normales de análisis de circuitos. Para el cálculo de las fallas asimétricas, resulta conveniente utilizar al Método de las Componentes Simétricas.
Cortocircuitos trifásicos simétricos
Comportamiento de un generador en condiciones de cortocircuito trifásico simétrico
El generador en vacío antes de producirse la falla:
La corriente que circula por cada fase delgenerador en cortocircuito, es similar a la que circula por un circuito R-L serie, alimentado bruscamente por una fuente de tensión sinusoidal; es decir, la corriente es asimétrica respecto al eje de tiempo y disminuye en forma exponencial. Sin embargo, existe una diferencia fundamental y ella radica en que la reactancia del generador no permanece constante durante el fenómeno (Figura 5.1). Lascorrientes en las tres fases de un generador en cortocircuito se muestran en la Figura 5.2.
Usualmente la corriente continua no se considera en el análisis y su efecto se incluye posteriormente en el cálculo de las corrientes instantáneas y de interrupción de los interruptores. Despreciando el efecto de la componente continua, la corriente de cortocircuito de una fase cualquiera, resulta simétrica,como se muestra en la Figura 5.3, que corresponde a un generador con enrollados amortiguadores y en vacío antes de producirse la falla. Directamente de esta figura los valores eficaces de corrientes de cortocircuito quedan:
El generador con carga antes de producirse la falla:
En este caso, la fuerza electromotriz (fem) interna E se va modificando a medida que transcurre el fenómeno y, paradeterminar las corrientes Subtransiente y transiente de cortocircuito se deben considerar los circuitos mostrados en las Figura 5.4 y 5.5, respectivamente, donde Ze es una impedancia externa que puede existir entre los terminales del generador y el punto de Falla F y Zc es la impedancia del consumo.
Para realizar el cálculo se pueden emplear dos procedimientos
– Aplicando el teorema deThevenin en el punto de Falla: En la Figura 5.4, sean:
VF (0) : tensión en el punto F antes de producirse la falla
I" : corriente subtransiente de cortocircuito
ZTH : Impedancia equivalente de Thevenin calculada desde el punto de falla, donde:
Empleando las tensiones detrás de las reactancias subtransiente o transiente:
Cuando circula una corriente de carga Ic antes de la falla, se...
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