resumen fallas y componentes simétricas
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Resumen Fallas y Componentes SimétricasTRANSCRIPT
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Universidad Católica de ValparaísoEscuela de Ingeniería EléctricaEIE550: Protecciones de Sistemas Eléctricos de PotenciaPrimer semestre 2011
Análisis de sistemas desbalanceados mediante Componentes Simétricas
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Introducción
Normalmente las tensiones de fase no son perfectamente equilibradas
Desequilibrios provienen principalmente de las redes de distribución en MT
Cortocircuitos y apertura de fases provocan desequilibrios significativos
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Componentes Simétricas
Un sistema trifásico de corriente o tensiones desbalanceadas, se descompone en 3 sistemas: Sistema de secuencia positiva, sistema de secuencia negativa y sistema de secuencia cero.
01 ;
3/21
1
1
111
23/23/42
3/2
2
12
2
aaeea
ea
I
I
I
aa
aa
I
I
I
jj
j
a
a
ao
c
b
a
c
b
a
a
a
ao
I
I
I
aa
aa
I
I
I
2
2
2
1
1
1
111
3
1
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Representación Fasorial
w
Ic1
Ib2
Ia1
Secuencia (+)
w
Ib1
Ic2
Ia2
Secuencia (0)
Ia0
Ib0
Ic0
Secuencia (-)
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Obtención de las variables de secuencias ( corrientes o tensiones)
Las mallas a secuencia contienen impedancias a cada componente de secuencia presente en la corriente.
Las componentes de secuencia se obtienen interconectando las mallas a secuencia según la condición de desbalance.
En la malla a secuencia positiva las impedancias de cada componente corresponden a las impedancia en régimen balanceado. En máquinas sincrónicas se usan reactancias subtransitoria y transitoria.
En la malla a secuencia negativa para transformadores y líneas se usan mismas impedancias que a secuencia positiva. En motores y generadores se usan reactancias a secuencia negativa
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Malla a secuencia cero
Normalmente se hace la aproximación de considerar para las impedancias de los transformadores los mismos valores que a secuencias positiva y negativa
Dependiendo de la conexión de sus devanados, estas impedancias pueden quedar en circuito abierto o en cortocircuito.
Las impedancias a secuencia cero de generadores y líneas no son las mismas que las correspondientes a secuencias positivas y negativas.
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Caso ilustrativo: Determinar corriente de falla para cortocircuito a tierra en la fase a en el extremo del alimentador 12 kV.
C
CargaConcentrada
Sistema deGeneracionEquivalente
A
Línea 110 kV doble circuito Transformador110/12kV
Alimentador aéreo de 12 kV
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Interconexión de las mallas a secuencia para falla monofásica a tierra
Mallas a secuencia en serie para este caso
MSP(Malla a Sec.0)
MSP(Malla a Sec.+)
MSP(Malla a Sec.-)
F2Ia 2
N1
F0Ia 0
N2
F1
N0
Ia 1
00021 IcIbIaIaIa
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Condiciones que determinan conexión de mallas de secuencia Cortocircuito 1Ф-T fase a:
Lo anterior implica conexión en serie de las tres mallas de secuencia
Cortocircuito 2Ф entre fases b y c
aoaa
aaaoaaao
cFbF
III
IaIaIaIIaI
II
21
22
1212
0
0;0
00
0
012
22
1212
aaa
aaaoaaaocFbF
aF
III
IaaIIaIIaIII
I
MSP
MSN
1aI
2aI
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Estructura de las mallas a secuencia para este caso
Z T1
N1
F1PLZ 1
E
Z s1 Z al1
Malla a Secuencia Positiva
Malla a Secuencia Negativa
Z T2
N2
F2PLZ 2Z s2 Z al2
Malla a Secuencia Cero
Z T0
N0
F0PLZ 0Z s0 Z al0
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Análisis de una apertura de fase
~
Transf.12/4.16 kV
ZA0
EA
~Sistema deGeneración Principal
Carga
Otro sistemade Generación
Barra12kV de consumo
ZA1
ZA2
ZB1
ZB2
ZB0
EB
10
1
5.2
2.01.0
LL
L
ZZ
KmjZ
Barra 12 kVSubestación
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Representación de transformadores en la malla a secuencia cero según conexión de sus devanados
Y neutro a tierra/Y neutro no conectado a tierra
P Q Zo
Y Y con neutro a tierra en ambos devanados
Y con neutro a tierra/delta
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Representación de transformadores en la malla a secuencia cero según conexión de sus devanados (Continuación)
Y sin neutro a tierra/ delta
Delta/Delta
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Valores típicos de reactancias a secuencia de máquinas sincrónicas ( en pu)
Turbogenerador de 2 polos: X2=Xd’’ = 0.15;
Xo = 0.03 Turbogenerador de 4 polos: X2=Xd’’ = 0.23;
Xo = 0.08 Generadores y motores con polos salientes
y con devanado amortiguador:X2= 0.20; Xo = 0.18
Generador de polos salientes sin devanado amortiguador:X2= 0.48; Xo = 0.19