fallas7 desfacetrafos

ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
Escuela de Ingenierías Eléctrica, electrónica y de Telecomunicaciones
Perfecta combinación entre energía e intelecto

ANÁLISIS DE FALLAS*
Por: Gerardo Latorre Bayona
Profesor Titular
Doctor Ingeniero Industrial
* Adaptado de los libros de Grainger y Stevenson, Análisis de
Sistemas de Potencia, Mc.Graw Hill; y P.M.Anderson, Analysis
of Faulted PowerSystems, Iowa State Univerrsity Press.

CONTENIDO
1. Introducción
2. Componentes simétricas
3. Redes de secuencia
4. Fallas tipo paralelo

4. FALLAS PARALELO
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•
•
•

Falla línea-tierra
Falla línea-línea
Falla doble línea- tierra
Falla trifásica equilibrada

4.1 Falla línea-tierra
El desfase introducido por la conexión de los
transformadores se puede tener en cuenta corrigiendo
las tensiones ycorrientes de secuencia positiva, así
como las de secuencia negativa; esto a partir de lo
realizado al tomar como valores de prefalla los
resultados del flujo de cargas.

4.1 Falla línea-tierra
Ejemplo.
Considere el sistema de potencia mostrado,
y realice el análisis de una falla LT sólida en
la barra c. Tomar SB=20MVA y VB=10kV en
el generador.

Ejemplo: Falla línea-tierra

Red de Secuenciapositiva. El punto de falla es la barra: K = C

Ejemplo: Falla línea-tierra

Red de Secuencia negativa. El punto de falla es la barra: K = C

Ejemplo: Falla línea-tierra

Red de Secuencia cero. El punto de falla es la barra: K = C

Ejemplo: Falla línea-tierra
Tensiones de prefalla en las barras (solución del flujo de
cargas):
ܸ‫ܤ‬௣௥௘௙௔௟௟௔

1.0496 | 5.5768°
1.0330 | 33.8856°
=
1.0089 | 31.1358°
1.0000| 0°

Observar que a la tensión de la barra C y a la de la barra B
se les corrige el ángulo. Debido a que la referencia de
ángulo es la barra D, inicialmente las tensiones de todas las
barras están con el ángulo de fase referido al lado de baja
del transformador T2. Como las barras A, B y C están en el
lado de alta de T2, deben adelantarse 30° (conexión Yd1).
Pero, la barra A queda en el lado debaja de T1, por lo que
debe atrasarse 30° con respecto a la barra B (conexión Yd1).

Ejemplo: Falla línea-tierra
Corrientes de prefalla en los elementos que conforman
el sistema (del flujo de cargas):
‫ܩܫ‬௔
0.4366 | −23.6294°
‫ܶܫ‬1ܺ௔
0.4366 | −23.6294°
‫ܶܫ‬1‫ܪ‬௔
0.4366 | 6.37060°
‫ܮܫ‬௔ = 0.4366 | 6.37060°
‫ܶܫ‬2ܺ௔
0.4366 | −23.6294°
‫ܶܫ‬2‫ܪ‬௔
0.4366 | 6.37060°
‫ܥܫ‬௔
0.4366 | −23.6294°
De formaanáloga a como se hizo para las tensiones, las
corrientes que quedan en alta deben adelantarse 30°.

Ejemplo: Falla línea-tierra
Las matrices de impedancias de barras no cambian,
porque lo que se va a hacer es inicialmente no
considerar el desfase y luego corregir los ángulos de
las tensiones y corrientes que sea necesario corregir –
sólo en la secuencia positiva y en la negativa.
Otra opción esintroducir el desfase en las matrices, y
proceder como se hizo para el caso en el que prefalla
es lo obtenido en la solución del flujo de cargas – sin
tener que corregir ángulos.
Los desfases sólo afectan las matrices de secuencia
positiva y de secuencia negativa; y se procede
teniendo en cuenta que si en la secuencia positiva se
adelanta, en la negativa se atrasa.

Ejemplo: Falla línea-tierra
Tomandocomo condición de prefalla el flujo de cargas,
y considerando los desfases; la conexión de los
equivalentes de Thévenin de las redes de secuencia,
vistos entre el punto de falla y el nodo de referencia de
cada red, es:

Ejemplo: Falla línea-tierra
Entonces, las corrientes de secuencia en el punto
de falla son:
‫ܫ‬௔଴ = ‫ܫ‬௔ଵ = ‫ܫ‬௔ଶ

1.0089 |31.1358°
=
݆0.330 + 2(0.0324 + ݆0.2853)

‫ܫ‬௔଴ = ‫ܫ‬௔ଵ= ‫ܫ‬௔ଶ = 1.1173 | − 54.7484°
Esas corrientes salen de cada red de secuencia, en
el punto de falla (barra k).

Ejemplo: Falla línea-tierra
Aplicando la transformación: ‫ܫ‬௔௕௖ = ܶ ‫ܫ‬଴ଵଶ ,
se obtienen las corrientes de fase en el punto de
falla:
‫ܫ‬௔ = 3.3520 | − 54.7484°
‫ܫ‬௕ = 0
‫ܫ‬௖ = 0
Esas corrientes salen del sistema hacia la falla,
en el punto de falla.

Ejemplo: Falla línea-tierra...