CURSO REDES ELECTRICAS I 1 CAPITULO 5 IMPEDANCIAS SÍNCRONAS DE LOS ELEMENTOS DE LA RED.

Transcripción

1 CURSO REDES ELECTRICAS I CAPITULO 5 IMPEDANCIAS SÍNCRONAS DE LOS ELEMENTOS DE LA RED. En ee curo, eamo uoniendo que en la red rifáica coniderada, la 3 corriene que circulan or la red forman un iema equilibrado y direc o (3 corriene de igual módulo, defaada 0º do a do y ale que la ecuencia --3 igue el enido anihorario, o ea el enido rigonomérico oiivo). En ea condicione, lo diino elemeno de la red (máquina, ranformadore, línea, cable, carga, ec.) reenan deerminada imedancia frene al aaje de ea corriene, que llamaremo imedancia íncrona. Veremo en oro cao, donde e eudian iema deequilibrado (que aarecen como conecuencia de falla aimérica), que no iemre la imedancia que reenan lo elemeno de la red frene a corriene equilibrada ero de ecuencia horaria (iema invero) o a corriene de igual módulo ero en fae (iema homoolar) coinciden con la imedancia que hemo llamado íncrona. Como ya dicho, ara el análii neceario en ee curo, no limiaremo a coniderar la imedancia íncrona. ) Máquina íncrona ( generarice, moore, comenadore) Para ea máquina e conidera olamene una reacancia, ya que e acoumbra dereciar la reiencia ara lo cálculo de iema elécrico de oencia. Ea reacancia e la que reena la máquina frene a un corocircuio rifáico en minada fuerza elecromoriz. La u borne, uoniendo que la máquina genera con deer corriene roducida or la máquina e rácicamene reaciva. La eoría de la máquina elécrica muera que inervienen la reacancia longiudinale y que lo circuio ueo en juego on el arrollamieno del eaor, el del inducor y el arrollamieno amoriguador diueo obre lo olo. La eoría del eablecimieno del corocircuio en una máquina íncrona (régimen raniorio enre el inane inicial y el eablecimieno del régimen ermanene) muera 3 eaa en ee roceo Tiemo aroximado Régimen ub-raniorio Comonene eriódica + aeriódica inicial Régimen raniorio Comonene eriódica + aeriódica amoriguada Régimen ermanene Comonene eriódica (ermanene)

2 CURSO REDES ELECTRICAS I La reolución de la ecuación diferencial lineal que da la corriene en el corocircuio muera claramene ea 3 eaa; en la úlima ya deaareció la comonene aeriódica (olución de la ecuación homogénea, corri e ne roia) quedando ólo la comonene eriódica (corriene forzada). Hacemo noar que en cao de ocurrir un corocircuio, e oco uual que e ingree al régimen ermanene, ya que lo aarao de roección inerrumen la corriene en general ane de. Coniderando valore eficace (raíz cuadrada del valor medio de i durane un eríodo, o ea durane 0.0 i la frecuencia e 50 Hz) ara la re eaa, e iene: I cc > I cc > I cc, emleando el doble aceno ara el régimen ub-raniorio y el aceno imle ara el raniorio. Para una mima f.e.m., la reacancia reenada cumlen enonce: < < (el ubíndice indica íncrona ). Según el roblema que e eé analizando, e debe enonce emlear la reacancia adecuada (or ejemlo cuando e eudian iemo de core, que eán en general enre 0. y, e debe o mar ). Para ener una idea del orden de magniud de ea reacancia (el fabricane de la máquina uminira u valore), damo el iguiene cuadro de valore, exreando en orcieno de U n /S n, iendo U n la enión nominal de la máquina y S n u oencia aarene nominal ( en orcieno e equivalene a la enión de corocircuio, que e el orcenaje de la enión nominal U n que debe generar la máquina como f.e.m. ara que durane el corocircuio circule la corriene nominal S n /U n ; i e rifáica, deberíamo decir: 3. Sn ) U n Reacancia (%) Máquina de olo lio Máquina de olo aliene 0 a 0 5 a 5 5 a 5 5 a a a 00 ) Moore aíncrono En eo moore el régimen raniorio e amorigua an ráidamene, que e lo uede dereciar en lo cálculo de corocircuio. Se oma: 00% (o ea U n /S n )

3 CURSO REDES ELECTRICAS I 3 3) Línea aérea En el róximo caíulo de ee curo, e arenderá a ca lcular la conane uniaria de la línea en función de la caraceríica fíica y geomérica de la mima. Para cálculo aroximado, uede omare ara la imedancia longiudinal (élfica): En línea de ranmiión y ub-ranmiión: z 0. 4 j Ω/ km En línea de diribución: Se derecia reiencia. 3 z j Ω/ km ara conducore de cobre. 8 z j Ω / km ara conducore de aluminio Donde e la ección del conducor en mm. 4) Cable uberráneo. El valor exaco de la conane uniaria eá dado or el fabricane del cable, como reulado de enayo. Como orden de magniud, odemo mencionar: En línea de media enión: 30 z + 0. j Ω / km ara conducore de cobre. 8 z + 0. j Ω/ km ara conducore de aluminio. monene imaginaria. En línea de baja enión, uede dereciare la co

4 CURSO REDES ELECTRICAS I 4 5) Carga aiva. Una de la oible rereenacione e una imedancia de comonene real oiiva (reiencia) y comonene imaginaria oiiva o negaiva, egún que la carga ea élfica o caaciiva. 6) Tranformadore. Para el ranformador de Poencia, olo e conidera la imedancia de ian la corriene de vacío) y, ara éa e oma ólo una corocircuio (e derec reacancia élfica (e derecia la are reiiva). a) Tranformadore de do arrollamieno. Exreada la x cc como orcenaje de U n /S n (noacione uuale), lo órdene de magniud on lo iguiene: Tranformadore MT/BT: 4% Tranformadore EAT/AT: 7% a 5% b) Tranformadore de re arrollamieno. El modelo adoado, rabajando a un ciero nivel de enión, e ambién con reacancia ura y reonde a una erella equivalene:

5 CURSO REDES ELECTRICAS I 5 Lo valore de,, e calculan a arir de la reacancia,, que on la reacancia de corocircuio (or ejemlo e la reacancia de corocircuio enre el rimario y el ecundario), que reulan de enayo en corocircuio y que figuran en la laca del ranformador. Por ejemlo e el valor hallado cuando el ranformador e alimena del lado, con en corocircuio y abiero; obviamene: Se deduce fácilmene: Obervemo que alguna de ea reacancia uede reular negaiva, o ea rereena un valor caaciivo: no debe enare que lo ranformadore reenan caacidade en u coniución fíica; el modelo en erella e un imle modelo maemáico (la reacancia,, on iemre oiiva, o ea élfica).