Tema: Análisis de corto circuito. I. OBJETIVOS.

Transcripción

1 Tema: Análisis de corto circuito. I. OBJETIVOS. Que el alumno conozca detalladamente los diferentes tipos de fallas que existen en un sistema de potencia. Que aprenda cual es de ellas es la más dañina siendo capaz de observar los fenómenos y problemas que esta causa al sistema. Utilizar las herramientas con las que se cuenta hoy en día para el análisis de todo tipo de fallas en los sistemas de potencia. Observar cómo se comportan los sistemas antes de la falla y después de esta. Conocer los dos diferentes análisis que se le pueden realizar a una falla de sistema, ya sea por norma ANSI o por la norma IEEE. II. INTRODUCCIÓN. Cortocircuitos: es la conexión accidental o intencionada, mediante una resistencia o impedancia relativamente baja, de dos o más puntos de un circuito que están normalmente a tensiones diferentes. Un cortocircuito origina aumentos bruscos en las corrientes circulantes en una instalación, pudiendo dañar al equipamiento eléctrico, equipos cercanos a la instalación y hasta personas no adecuadamente protegidas. Algunos de los incidentes más graves en la instalación eléctrica pueden ser representados por cortocircuitos: la caída de un rayo en una línea de transmisión, el incendio de un transformador, la inundación de una sub-estación, etc. Dada la gravedad de un cortocircuito se pueden clasificarse en: Trifásicos: consisten en el contacto de las tres fases, directamente o a través de una impedancia de valor bajo. Un ejemplo de cortocircuito trifásico es la caída de una torre de transmisión. Este tipo de cortocircuitos es el más grave en el sistema, produciendo las mayores corrientes. Por consiguiente, debe ser detectado rápidamente y eliminada la fuente de fallo del sistema (por medio de la actuación del sistema de protección) en el plazo menor posible. Desde el punto de vista de análisis, es el mas simple de ser calculado, porque al estar involucradas las tres fases en la misma forma las Corrientes de cortocircuito son iguales en las tres fases, siendo representado por un sistema de Corrientes simétrico. GUIA #6 Pag.1

2 Bifásicos: los cortocircuitos bifásicos consisten en el contacto de dos fases entre si. Como ejemplos de cortocircuito bifásico puede citarse: el roce de dos fases en líneas aéreas y la falla de aislamiento puntual en cables aislados. Este tipo de cortocircuito produce un sistema desequilibrado de corrientes, con intensidades diferentes en las tres fases. Bifásicos con contacto a tierra: en este tipo de cortocircuitos, dos de las fases toman contacto entre sí y con la tierra en el punto de fallo. Es este el tipo de cortocircuito estadísticamente menos frecuente. Monofásico: el cortocircuito monofásico (contacto de una fase y tierra) es responsable de la mayor cantidad de cortocircuitos en el sistema (en líneas aéreas, 80% de los cortocircuitos son monofásicos). Las corrientes de cortocircuito que provoca dependen de la impedancia de la falla y de las conexiones a tierra de los transformadores en la línea. De los cuatro tipos de cortocircuitos descritos, solo el primero (trifásico) produce un sistema de intensidades simétricas en las tres fases. A fin de calcularse las corrientes circulantes por las fases en cortocircuitos bifásicos, bifásicos con contacto a tierra y monofásicos se usará el método de las componentes simétricas. Por ser el más simple de estudiar y el que produce las condiciones más críticas, será estudiado en primer lugar el cortocircuito trifásico Diagrama de fallas III. EQUIPO DIDÁCTICO. Cantidad Descripción 1 Ordenador con procesador Pentium III y 512 MB RAM como requisito mínimo 1 ETAP Dispositivo de Almacenamiento externo (USB) Tabla 1.1 Materiales y Equipo GUIA #6 Pag.2

3 2 IV. PROCEDIMIENTO. Parte I: Análisis de Cortocircuito. Paso 1: Cargar el programa ETAP Power Station a su ordenador. Paso 2: Crear un nuevo proyecto en ETAP, siguiendo los pasos de las guías anteriores. Paso 3: Realizar el siguiente circuito utilizando las herramientas e iconos con los que se ha venido trabajando en ETAP. GUIA #6 Pag.3

4 PARAMETROS DEL SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA Datos de Generadores Datos para Power Grid Datos de transformadores Nota: los demás parámetros dejar los que están por defecto GUIA #6 Pag.4

5 Para las líneas de transmisión se tienen que introducir los siguientes datos: Nota: Los datos de tipo de conductor y tipo de cable de guarda se obtienes de la librería; utilizar el sistema de unidades ingles y frecuencia de 60Hz. El código del cable de guarda utilizado en todas las líneas es de 7N0.5, el tipo de cable de guarda utilizado para todas las líneas es de aluminio Para las cargas introducir los siguientes parámetros: GUIA #6 Pag.5

6 Paso 4: Dirigirse hacia la barra de herramientas Mode en la parte superior del programa y dar click en el botón Short-CIrcuit Analisis para abrir el modo de cortocircuito. Paso 5: En la Barra de Herramientas Study Case, hacer click en el botón Edit Study Case. Dar click en Info y colocar ll bus de Ahuachapán y el de Guatemala en Fault Paso 6: Seleccione un estudio de cortocircuito; en nuestro caso Duty, haciendo click en el botón Run 3-Phase Device Duty. GUIA #6 Pag.6

7 Paso 7: La vista unilineal OLV mostrara los resultados del cálculo realizado por el Device Duty Short Circuit. Se pueden modificar los resultados en el diagrama unilineal o OLD cambiando las configuraciones del cortocircuito en la ventana Display Options. Paso 8: Muestre en un dibujo que sucedió con las corrientes en los buses de Ahuachapán y Guatemala V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 1. Presente el diagrama implementado en la práctica con sus respectivos valores de simulación. 2. Explique el significado de los valores de corriente que se muestran en el bus de Guatemala y el de Ahuachapán VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. 1. Cuando un sistema eléctrico de potencia es simétrico? 2. Por qué las fallas trifásicas son consideradas fallas simétricas? 3. Cuáles son los efectos de las fallas asimétricas? 4. Por qué se llaman fallas asimétricas, las fallas línea tierra, bifásica, bifásica a tierra? VIII. BIBLIOGRAFÍA. Power System Analysis John J. Grainger & William D. Stevenson, Jr - McGraw Hill GUIA #6 Pag.7