INDICE

i Estudio de fallas en componentes en sistemas elctricos de potencia.|Falla Balanceada.3VOLTAJES INTERNOS DE LAS MAQUINAS OPERANDO CON CARGA BAJO CONDICIONES TRANSITORIAS.4VOLTAJES INTERNOS DE LAS MAQUINAS OPERANDO CON CARGA BAJO CONDICIONES TRANSITORIAS5ii Componentes simtricas6iii Fallas asimtricas..7Falla de una lnea a tierra (L-T).8FALLA DE UNA LINEA A OTRA LINEA (L-L).9FALLA ENTRE 2 LINEAS Y TIERRA10

iii Conclusiones 10ivBibliografia10

Introduccin

El anlisis de Sistemas Elctricos de Potencia (SEP) generalmente involucra la determinacin de voltajes y corrientes para ciertas condiciones de operacin. Usualmente los clculos requeridos se organizan de tal forma que es posible inferir el comportamiento de ciertas variables para propsitos determinados.

El anlisis de fallas (corto circuito) en SEPs se realiza para la determinacin de los flujos de corrientes bajo condiciones de falla.La informacin obtenida del anlisis de fallas se utiliza para determinar:La capacidad y caractersticas del equipo de proteccin (interruptores y fusibles).

La coordinacin de las protecciones del SEP.La evolucin (crecimiento) de un SEP, usualmente ocasiona un incremento en la magnitud de las corrientes de falla, por lo que se debe verificar que las capacidades de interrupcin momentnea y nominal, de los equipos nuevos y existentes son adecuadas para la nueva realidad del SEP.

La informacin acerca de los voltajes y corrientes de un sistema elctrico de potencia en condiciones de falla es necesaria para el desarrollo de sistemas de proteccin,as como para determinar la capacidad de interrupcin de los interruptores. En Gral. se puede definir una falla como cualquier situacin de desbalance en un punto de una red o circuito, donde este desbalance puede deberse a una carga desbalanceada, un corto circuito u otra condicin asimtrica.La mayor parte de las fallas en lneas de transmisin son originadas por descargas atmosfricas, resultando en el flamo de los aisladores.

La falla L-T es la ms comn, llegando a constituir entre el 70 y 80% de las fallas en lneas de transmisin.

Falla balanceadaCuando una maquina esta generando un voltaje sinusoidal, el valor de la corriente de corto-circuito en el periodo transitorio ser parcialmente dependiente del instante en el ciclo en el cual ocurre el corto-circuito. Debido a que es imposible predecir en que instante puede ocurrir una falla, debemos estas preparados para tratar con la peor situacin. Considere que una falla ocurre en los terminales de un generador en vacio cuando el voltaje en la fase a pasa por u angulo, como muestra la figura

Donde se tiene

Y debido a que los voltajes generados son balanceados se puede realizar un anlisis por fase, como sigue

Entonces la solucin general de la corriente de corto circuito por fase es:

Constituida por 2 componentes: La componente C.A.- Ala frecuencia del circuito, es conocida como corriente simtrica y su valor de estado estable es determinado por:

La componente C.D.- Causa la asimetra de la corriente total y es:

VOLTAJES INTERNOS DE LAS MAQUINAS OPERANDO CON CARGA BAJO CONDICIONES TRANSITORIAS.

Para el clculo de las corrientes de corto circuito, las siguientes figuras representan los circuitos equivalentes de la anterior figura para anlisis transitorio donde el cierre de Switch representa la ocurrencia de la falla.

Cuando se calculan las corrientes de falla en una maquina cargada por el teorema de thvenin, es necesario que las contribuciones de corrientes individuales de falla de las mquinas, se les sume o reste la corriente de pre-falla, siempre y cuando sea de valor considerable con respecto a la de falla.

ANLISIS DE FALLAS SIMETRCAS UTILIZANDO LA MATRIZ Considerando el siguiente sistema

Su diagrama de reactancia en bus2

Su correspondiente diagrama de admitancias

Donde los voltajes nos representan la falla.Aplicando superposicin

Los elementos de la diagonal principal de la matriz , son las impedancias propias o impedancias de los puntos de envio y los elementos de fuera de la diagonal son las impedancias mutuas de transferncia de la red.Entonctes haciendo simulaciones en el circuito se pueden calcular las corrientes de falla y los voltajes finales en los buses.COMPONENTES SIMETRICASLas fallas simtricas, esto es, las fallas trifsicas y las fallas trifsicas a tierra, con impedancias simtricas a la falla, deja el sistema elctrico balanceado y por lo tanto, puede ser tratado mediante la representacin monofsica. Esta simetra se pierde durante fallas asimtricas lnea a tierra, lnea a lnea, y lnea-lnea a tierra y en estos casos se requiere un mtodo de anlisis de fallos que proporcione una manera conveniente que trate el problema de la asimetra. En 1918 se propuso el mtodo de las componentes simtricas en el cual, un sistema desbalanceado de n fases relacionadas se puede reemplazar por un sistema de n fases balanceadas que son llamadas componentes simtricas de las fases originales. Aunque el mtodo puede ser aplicado a cualquier sistema polifsico desbalanceado, la teora es aplicada aqu a sistemas trifsicos.Cuando se considera un sistema trifsico, cada cantidad vectorial de voltaje o corriente es reemplazada por 3 componentes tal que un total de 9 vectores desiguales representan los valores de las tres fases. Los 3 sistemas balanceados del sistema se designan como:1. Componentes de secuencia positiva, que consisten de 3 fasores de igual magnitud, separados 120, girando en la misma direccin que los fasores del sistema de potencia bajo consideracin (direccin positiva)2. Componentes de secuencia negativa, que consisten de 3 fasores de igual magnitud, separados 120,girando en la misma direccin que los fasores de secuencia positiva pero en secuencia inversa. 3. Componentes de secuencia cero, que consisten de 3 fasores de igual magnitud y en fase con los dems,girando en la misma direccin que los fasores de secuencia positiva.Con este arreglo, los valores de voltaje de cualquier sistema trifsico,,, y pueden representarse as:

donde a es llamado operador que da un giro de 120 en el sentido horario y multiplicado por una magnitud unitaria y similarmente da un giro de 240, es decir:yDonde se puede deducir

FALLAS ASIMETRICASCualquier desbalance o asimetra en un sistema tendr como resultado una accin mutua entre las secuencias, o sea que las redes de secuencia tendrn un acoplamiento mtuo entre s, resultando de ello una conexin directa entre ellas el punto de desbalance.Despus de haber introducido la notacin de componentes simtricas y definido las redes de secuencia, en esta unidad se analizaran las fallas asimtricas para:

GENERADORES DE VACIOFalla de una lnea a tierra (L-T)Cuando ocurre una falla a travs de una impedancia en terminales de un generador en vacioLa siguiente figura representa una impedancia en falla sobre la fase a

Las condiciones de falla son

Entonces las componentes simtricas de corriente para la fase a son

Resultando Finalmente Y la interconexin de las redes de secuencia es

FALLA DE UNA LINEA A OTRA LINEA (L-L)

Condiciones de falla

Aplicando condiciones de corriente

Finalmente

FALLA ENTRE 2 LINEAS Y TIERRA

Si la falla es solida

CONCLUCIONES: En el anlisis del SEP se asume que en condiciones normales de operacin ste es perfectamente balanceado (simtrico) y el desbalance (asimetra) ocurre nicamente en el punto de falla.En la realidad sta consideracin no se cumple en forma estricta. Sin embargo, el error de mantener esta consideracin es despreciable en la mayora de las veces.En anlisis de SEP el punto de falla se considera donde ocurre el desbalance (ocurre algn corto circuito, apertura de alguna fase o un desbalance en la carga).BIBLIOGRAFIA:

Referencias y Bibliografa1.TheIEEE Dictionary, Ed. CRC. 2000.2.W. D. Stevenson, ElementsofPowerSystemAnalysis, 4th. EditionMcGrawHill 1983.3.Fortescue, C. L., Method of Symmetrical Coordinates Applied to the Solution of Polyphase Networks, Trans AIEE 37, pp 1027-1140, 1918.

-Anlisis de Sistema de Potencia Grainger& Stevenson Cap. 13-Sistemas de Potencia Duncan Glover&MulukutlaSarma cap. 11-Anlisis de sistemas de Potencia Pumacayo& Romero - cap. 8-Electrotecnia Ramn Mujal Rosas cap 9FALLASPgina 1