Fallas simétricas y corto circuítos.pdf

NUEVA FILOSOFÍA Y HERRAMIENTAS EN LA PROTECCIÓN DIGITAL DE SISTEMAS ELÉCTRICOS FALLAS FAL LAS SI S IMÉTRICA MÉTRICAS S Y CORTOCIRCUITOS CORTOCIRCUITOS (LABORATORIO Nº1)

PRESENTADO POR: ROLANDO RENZO BILBAO ARCE ESPECIALIDAD: ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

DOCENTE: ING. VÍCTOR DELGADO

AREQUI AREQUIPA - 2007

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





FALLAS SIMÉTRICAS Y CORTOCIRCUITOS

I. Objetivo: Emplear el método de los valores por unidad para la determinación de cortocircuitos en una red eléctrica. Determinar los niveles de potencia de cortocircuito según la ubicación de la falla en sistemas de diferente configuración. II. Introducción teórica: teórica : El cálculo de Icc3 es pues indispensable para elegir los materiales (intensidades y esfuerzos electrodinámicos máximos a soportar).

Las fallas simétricas son aquellas en las que las corrientes y tensiones de falla son iguales en las tres fases por lo que el análisis se facilita estudiando el circuito trifásico por fase. Se considera normalmente que el defecto defecto trifásico es el que que provoca provoca las corrientes más eleva eleva das. ZL

ZL ZL





Para la determinación de las corrientes de falla se puede emplear el método de los valores por unidad, el que requiere que previamente se calculen los valores base trifásicos, conociendo dos valores base, usualmente la tensión UB y la potencia SB, a partir de los cuales se obtienen: obtienen: I B

S B



Z B

3  U



U B 2 S B

III. Equipo Equipo y materia l a utilizar: 02 Transformadores Transformadores trifásicos trifási cos LN (misma (mis ma relación de transformación) transformac ión) 01 Modelo de línea de transmisión 01 Pinza amperimétrica 01 Vatímetro trifásico 01 Voltímetro 01 Fuente de tensión trifásica variable Conductores de conexión IV. Procedimiento. A. Prueba de cortocircuito a transformadore transformadores. s. 1. Armar el circuito circ uito de la figura Nº1 para cada transformador. Transformador trifásico 380/220 V

Fuente trifásica variable P3

AC

AR

W

AC

AS AC

AT U Figura Nº1

2. Regular Regular la tensión de alimentación para que circule una corriente corriente de 2.5 2. 5 A por por los amperí amperímetros metros y tomar nota de las magnitudes indicadas en las tablas adjuntas (repetir este procedimiento por cada transformador. Transformador Nº1 Urs = 10.33V

Ir = 2.26A





Transformador Nº2 Urs = 10.19V

Ir = 2.25A

Ust = 9.62V

Is = 2.50A

Utr = 8.37V

It = 2.14A

Uprom = 9.39V

I prom = 2.30A

P3ø = 37W

3. Reducir el voltaje a cero y desconectar desc onectar la fuente. 4. Con los datos obtenidos, obtenidos, calcular la impedancia impedancia en el cobre de cada transformador transformador en el cuadro cuadro adjunto:

Fórmula s

V alores Val ores

Impedancia: Z 

Resultados

Transformador 1

U I

Z 

3

9.27 2.25

Z  7.14 Ω 3

37 R '  2, 37

Resistencia: R 

P 3 I

2

R' 

R

R 

3

Reactancia: X  Z 2  R 2

36 5.06

 7.11 

X  7.142  7.112

X ' 

R ' 

7.11

 0.65 



X '  0.217



3 X ' 

0.65

X

3

Z



2.37  j 0.217 

Z  2,385, 23 

3 Transformador 2 Z 

Z  7.07

9.39 2.30 3

R 

37 5.29

 6,99 

X  7.072  6.992

Ω

R '  2.33  R ' 

 1.06 

6.99

X '  0.353 

3 X ' 

1.06 3

Z



2.33  j 0.353 

Z  2,368.61 8.61 





Fuente trifásica variable

Línea de transmisión P3

AC

AR

W

5Ω

116mH

5Ω

116mH

5Ω

116mH

AC

AS AC

AT U Figura Nº2

2. Regular Regular lentamente la tensión de alimentación hasta hast a que circule una una corriente corriente de 1A por los amperímetros amperímetros y tomar nota nota de las magnitudes magnitudes medidas. Línea de transmisión transmisión Urs = 116.8V

Ir = 1A

Ust = 116.3V

Is = 0.97A

Utr = 114.1V

It = 0.94A

U1ø prom. = 115.73V

I prom = 0.97A

P3ø = 50W

3. Reducir el voltaje a cero y desconect desc onectar ar la fuente. 4. Con los datos obtenidos, obtenidos, calcular la impedancia impedancia de la línea de transmisión en cuadro adjunto:

Fórmula s Z 

R 

V alores Val ores

U 1

Z 

I

P 3 2

3  I

X  Z 2  R 2

R 

Resultados

115.73

Z  119.31

0.97

R  17.71

50 3   0.97 .97 

2

119.31 312 17.71 17.712 X  119.

X  117.99

Z

17.71 1  17.7

j117. 117.99 99

Z  119,31 81, 81, 46 





C. Cálculo de corriente de cortocircuito . 1. Considerando Considerando el circuito de la figura, figura, c alcular la corriente de cortocircuito t rifásic rifásico o en la falla mostrada: BARRA

Icc

INFINITA

T

Ik3

Circuito Equivalente Monofásico

jx

r

220V 0º

icc

Fórmulas icc



Valores

Ea

icc

Z T



Resultados

2200

icc

2,385, 23

,44  5.23º A  92,44

2. Considerando Considerando el circuito circuit o de la figura, figura, c alcular la corriente de cortocircuit cortocircuito o trifásico en en la falla mostrada: BARRA INFINITA

T

Ik3

T


r 1

jx1

r 2

jx2







Fórmula s Z eq

icc





Valore Va loress

ZT 1  Z T 2

Z eq

ZT 1  Z T 2



Z eq



I cc



Ea Z eq

Resultados

(2.38 (2.385.23 5.23)(2,36 )(2,368.61 8.61 ) 2.37  j 0.217  2.3 2.33  j 0353

Z eq

 1.186 1.1866.93 6.93 

I cc

 185,49  6.93 A

5.617 5.61713.84 13.84 4.734 4.7346.91 6.91º

2200 1.186 1.1866.93º 6.93º

3. Considerando Considerando el circuito circuit o de la figura, figura, c alcular la corriente de d e cortocircuito trifá t rifásic sico o en la falla mostrada: BARRA INFINITA T L

Ik3


ZT 220V 0º

ZL

icc





BARRA INFINITA

T

L

Ik3

T


ZT1

ZL

ZT2 220V 0º

icc

Fórmula s Z eq

 Z eq

T 1T 2

 Z L

Valores Val ores .177  j0.14 .143 17.7 17.71 1  j117.99 .99 Zeq  1.17

Resultados Z eq

 179.131 179.13183.95 83.95 

icc

 1.228  83.95 A

18.887 87  j178. 178.13 133 3 Zeq  18.8

icc



Ea Z eq

icc



2200 179.131 179.13183.95 83.95

V. Cuestionario: 1. ¿En ¿En qué medida m edida varía la corriente corriente de cortocircuito cortocircuito en los diferentes esquema esquema s calculados?. calculados?. ¿En ¿En qué caso se se obtuvo obtuvo la mayor m ayor y menor corriente de falla ?. ¿Por qué? En la medida que la impedancia total del circuito equivalente sea menor, es decir que con una





Los disyuntores y demás elementos de protección pueden sufrir averías si no están correctamente dimensionados. Los esfuerzos electrodinámicos producen deformaciones en las barras y pueden originar un problema aún mayor. Aparte de una inestabilidad de todo el sistema. VI. Observa Observaciones ciones y conclusione conclusioness. Observaciones: - La condición más crítica se presentó en la configuración de dos transformadores en paralelo, ya que

no existe una línea de transmisión que amortigüe la corriente de corto circuito.

- La condición menos crítica se presentó en la configuración de un transformador y la línea; en

comparación con la de dos transformadores y la línea, la diferencia entre las corrientes de corto circuito es mínima.

- La falla para los trasformadores configurados en serie y en paralelo con una L.T. resulta menor que la

nominal, es decir, se trata de una falla encubierta que no será detectada por el relé de sobrecorriente, por lo cual se utilizarán otros dispositivos de protección.

- Para el cálculo en los transformadores se halló la V CC = ZT para el cobre, ya que la impedancia del

núcleo crea V CC insignificantes.

- En todos los ensayos se trató de un corto circuito trifásico franco o metálico, en los cuales no se

presentan corrientes de secuencia cero y sí corrientes de secuencia negativa (teóricamente), al ser un sistema no balanceado.

- Para el cálculo de las corrientes de corto circuito, se utilizaron las corrientes nominales del

transformador transformador y de la L.T. como límite máximo, durante durante los ensayos.

- Las tensiones de línea para la prueba de corto circuito a una línea de transmisión, son mucho mayores

que las tensiones de línea para el transformador, ya que la impedancia en la línea es más grande y hay más caída de tensión en ella.

- Se observó que en la fuente trifásica variable la línea “R” tiene un cierto desbalance con respecto a las líneas “S” y ”T” y éstas contienen un valor de corr iente iente superior al debido, porque se tomó como referencia a la línea “R”.

Conclusiones: - Gracias a la gran impedancia de una línea de transmisión las corrientes de corto circuito son

amortiguadas, disminuyendo su valor y resultando ser menos perjudiciales, se simuló una L.T. de 144Km.

- En un sistema de potencia que conste de transformadores en paralelo, la corriente de corto circuito

Fallas simétricas y corto circuítos.pdf

Recommend Documents