b - comp simetr byn

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  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    1/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 1

    RSC Línea de Transmisión y SEP 1

    UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO

    Escuela de Ingeniería Eléctrica

    Componentes Simétricas

    R aúl Saavedra Cossio

    RSC Línea de Transmisión y SEP 2

    Componentes simétricasl  Análisis Componetes Simétricas

    (CS’s)

    l  Síntesis de fases asimétricas a

    partir de sus CS’s

    l  Las CS’S a partir de fasores

    asimétricos

    l  El desfasamiento de las CS’s en un

    banco de transformadores ∆∆

    -Yl  Potencia en función de CS’S

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    2/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 2

    RSC Línea de Transmisión y SEP 3

    Componentes simétricas

    l  Impedancia serie asimétrica

    l   Impedancia y malla de

    secuencia

    l  Malla de secuencia de

    Generador en vacío

    l  Mallas de Secuencias

    l  Malla de secuencia cero

    RSC Línea de Transmisión y SEP 4

    Componentes simétricasObjetivo :

    Las CS’s son una valiosa herramienta parasolucionar sistemas polifásicos desbalanceados oredes desequilibradas.

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    3/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 3

    RSC Línea de Transmisión y SEP 5

    Fasores desbalanceados representadosen CS’s

    Un sistema polifásico desbalanceado puede

    descomponerse en (n-1) sistemas n-fásicos

     balanceados de secuencias distintas y un sistema

    n-fásico homopolar o de secuencia cero

     by C.LFor tescue , 1918

    RSC Línea de Transmisión y SEP 6

    Definición del Operador de CS’s

    )2()2cos(12

    n sen j

    nea   n

     jππ

    π

    +==

     A

     A'= a A   π

    nb   π2+

    b

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    4/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 4

    RSC Línea de Transmisión y SEP 7

    Operador de CS’s para un

    sistema trifásico

    a

    a2

    a 3

    -a

    -1

    a-1 1-a22

    1-aa2-1

    a2 -a

    a-a2

    -a2

    866,05,013 32

     jean j

    +−==⇒=π

    RSC Línea de Transmisión y SEP 8

    Síntesis de fasores desbalanceados

    mediante sus CS’s

    1. Para sec. positiva 2. Para sec. Negativa

    (1) Componentes de Sec(+) (2) Componentesde Sec (-)

    1a1b

    1c

    2a

    2c

    2b

    n  n

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    5/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 5

    RSC Línea de Transmisión y SEP 9

    Síntesis de fasores desbalanceadosmediante sus CS’s

    (3) Componetes de secuencia cero

    0aV 

    0bV 

    0cV 

    0 para secuencia Homopolar o Cero

    RSC Línea de Transmisión y SEP 10

    Síntesis de fasores desbalanceados

    mediante sus CS’s

    021   aaaa   V V V V    ++=

    021   bbbb  V V V V    ++=

    021   cccc  V V V V    ++=

    0aV 

    2aV 

    aV 

    1aV 1bV 2b

    0bV  1cV 

    bV 

    0cV 

    cV  2cV 

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    6/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 6

    RSC Línea de Transmisión y SEP 11

    Síntesis de CS’s mediante fasoresdesbalanceados

    0000

    22

    222

    111

    2

    1

    ,

    ,

    ,

    acab

    acab

    acab

    V V V V 

    V aV V aV 

    aV V V aV 

    ==

    ==

    ==

    1a1b

    1c

    2a

    2c

    2b

    0b

    0a

    0c

    RSC Línea de Transmisión y SEP 12

    Matriz directa de CS’s

    02

    2

    1021

    021

    2

    021

    021

    aaacccc

    aaabbbb

    aaaa

    V V aV aV V V V 

    V aV V aV V V V 

    V V V V 

    ++=++=

    ++=++=

    ++=

    =

    2

    1

    0

    2

    2

    1

    1

    111

    a

    a

    a

    c

    b

    a

    aa

    aa

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    7/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 7

    RSC Línea de Transmisión y SEP 13

    Matriz inversa de CS’S

    =

    c

    b

    a

    a

    a

    a

    aa

    aa

    2

    2

    2

    1

    0

    1

    1

    111

    3

    1

    * En un sistema trifásico balanceado, la suma fasorial de suscomponentes de fases es cero, por consiguiente, solo las componentesde secuencia positiva están presente.

    =2

    2

    1

    1

    111

    aa

    aa A

    =−

    aa

    aa A2

    21

    1

    1

    111

    3

    1⇒

    RSC Línea de Transmisión y SEP 14

    CS’s de fasores asimétricosi) CS’s de fasores de tensiones L-L

    =

    ca

    bc

    ab

    ab

    ab

    ab

    aa

    aa

    2

    2

    2

    1

    0

    1

    1

    111

    3

    1

    ii) CS’s de fasores de corrientes

    =

    c

    b

    a

    a

    a

    a

     I 

     I 

     I 

    aa

    aa

     I 

     I 

     I 

    2

    2

    2

    1

    0

    1

    1

    111

    3

    1

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    8/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 8

    RSC Línea de Transmisión y SEP 15

    CS’s de fasores asimétricos

    )(3

    1

    )(3

    1

    )(3

    1

    0

    0

    0

    cbaa

    cabcabab

    cbaa

     I  I  I  I 

    V V V V 

    V V V V 

    ++=

    ++=

    ++=

    Si la suma fasorialde las componentes de

    fases es cero, no estará presente la secuenciahomopolar

    A

    B

    C

    RSC Línea de Transmisión y SEP 16

    CS’s de fasores asimétricos

    )(3

    10   cbaa

      V V V V    ++=

    00  ≠aV 

    00  =aV  Cuando el sistema trifásico es balanceado

    Cuando 0)(   ≠++  cba

      V V V 

    * Si el sistema trifásico es balanceado ⇒⇒Va0=0

    * Un desbalance trifásico no garantiza que Va0  ≠≠ 0.

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    9/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 9

    RSC Línea de Transmisión y SEP 17

    CS’s de fasores asimétricos

    )(3

    10   cabcabab   V V V V    ++=

    Es siempre cero, sea o no el sistema trifásicobalanceado

    )( cabcab   V V V    ++ siempre es cero en una malla cerrada

    0abV 

    a b

    c

    RSC Línea de Transmisión y SEP 18

    CS’s de fasores asimétricosa I 

    b I 

    c I 

    a I 

    b I 

    c I 

    a I 

    b I 

    c I   n I 

    0)(3

    10   =++=   cbaa   I  I  I  I 

    ( Y con neutro aislado)

    0)(3

    10

      ≠++=  cbaa   I  I  I  I 

    nacba   I  I  I  I  I    ==++ 03)(

    Y con neutro a tierra

    0)(3

    10   =++=   cbaa   I  I  I  I 

    Conexión ∆

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    10/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 10

    RSC Línea de Transmisión y SEP 19

    CS’s de fasores asimétricos

    Ejemplo :

     Z   Z 

     Z 

    a

    c

    b

    amp I a0010  ∠=

    amp I b

    018010∠=

    0=c I 

     A I a0010 ∠=

     A I b

    018010∠=

     A I c 0=

    Las valores de las corrientes de fases son :

    Determine las CS’s de las corrientes de líneas

    RSC Línea de Transmisión y SEP 20

    CS’s de fasores asimétricos

    0)018010010(3

    1 000   =+∠+∠=a I 

    )012018010010(3

    1 0001   ++∠+∠=a I    A j

    03078.589.25   −∠=−=

    )024018010010(3

    1 0002   ++∠+∠=a I    A j

    03078.589.25   ∠=+=

     A I b0

    1 15078.5  −∠=

     A I b0

    2 15078.5   ∠=

    00   =b I 

     A I c0

    1 9078.5  ∠=

     A I c

    0

    29078.5   −∠=

    00   =c I 

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    11/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 11

    RSC Línea de Transmisión y SEP 21

    Leyes de Kirchhoff 

    I'a

    I"a

    Ia

    Ib I'b

    I"b

    Ic I'c

    I"c

    =++

    =++

    =++

    =++

    =++

    =++

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    "

    2

    '

    22

    "

    1

    '

    11

    "

    0

    '

    00

    "'

    "'

    "'

    aaa

    aaa

    aaa

    ccc

    bbb

    aaa

     I  I  I 

     I  I  I 

     I  I  I 

     I  I  I 

     I  I  I 

     I  I  I 

    I‘a0

    I“a0

    Ia0

    Ia0 I‘a0

    I“a0

    Ia0 I‘a0

    I“a0

    RSC Línea de Transmisión y SEP 22

    Desfasamiento de las CS’s en banco

    de transformadores Y-∆∆

    La norma ANSI/IEEE C57.12 DISTRIBUTION and POWER TRANSFORMERS, estableceque el desfasamiento entre los terminales de Alta Tensión (H) y el correspondiente a lamisma fase en Baja Tensión (X) estén desfasados en 0º ó +30º para los grupos de conexión

    1 y 2, respectivamente.

    H1 H2 H3

    X1 X2 X3

    Alta tensión

    Baja tensión

    Para conexión:

    ∆∆ o YY ⇒

    ∆Υ o Υ∆ ⇒

    1º01

    1   Grupo H 

     X    =∠

    2º301

    1   Grupo H 

     X    =∠

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    12/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 12

    RSC Línea de Transmisión y SEP 23

    Desfasamiento de las CS’s en banco detransformadores.

    H1 H2 H3

    X1 X2 X3

    Alta tensión

    Baja tensión

    X1H1

    H2

    H3

    X2

    X3 H1

    H2

    H3 X1

    X2

    X3

    X1

    X2X3

    H1 H2

    H3

    H1

    H2H3

    X1

    X2

    X3

    Grupo 1 Grupo 2

    RSC Línea de Transmisión y SEP 24

    Desfasamiento de las CS’s en banco

    de transformadores.I A

    IC

    IB

    Ia

    Ib

    Ic

    NyND

    I'a

    I'c

    I'b

    H1

    H2H3

    X1

    X2

    X3

    −−

    =

    '

    '

    '

    101

    110

    011

    c

    b

    a

     B

     A

     I 

     I 

     I 

     I 

     I 

     I 

    ⇒   [ ] [ ]'

    abc ABC    I C  I    =

    H1 H2 H3

    X1 X2 X3

    Alta tensión

    Baja tensión

    IA IB IC

    Ia I b Ic

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    13/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 13

    RSC Línea de Transmisión y SEP 25

    º3013

    ;º3013

    ?;

    º3013

    ;º3013

    ;0

    22110

    22110

    +∠⋅=−∠⋅==⇒ Υ→∆

    −∠⋅=+∠⋅==⇒ Υ←∆

     A

     y

     Da A

     y

     Daa

    a

     D

     y

     Aa

     D

     y

     A A

     I  N 

     N  I  I 

     N 

     N  I  I 

     I  N 

     N  I  I 

     N 

     N  I  I 

    Desfasamiento de las CS’s en

    banco de transformadores[ ] [ ] 'abc ABC    I C  I    =   [ ][ ] [ ][ ][ ]012012   a

     D

     y

     A   I  AC  N 

     N  I  A   =⇒

    [ ]   [ ][ ][ ][ ]0121

    012   a D

     y

     A   I  AC  A N 

     N  I    −=

    −∠

    +∠=

    2

    1

    0

    2

    1

    0

    º30100

    0º3010

    000

    3

    a

    a

    a

     D

     y

     A

     A

     A

     I 

     I 

     I 

     N 

     N 

     I 

     I 

     I ⇒

    RSC Línea de Transmisión y SEP 26

    Desfasamiento de las CS’s en

    banco de transformadoresI A

    IC

    IBIa

    Ib

    Ic

    NyND

    I'a

    I'cI'b

    H1

    H2H3

    X1

    X2

    X3

    =

    '

    '

    '

    011

    101

    110

    c

    b

    a

     B

     A

     I 

     I 

     I 

     I 

     I 

     I 

    ⇒   [ ] [ ] 'abc ABC    I C  I    =

    H1 H2 H3

    X1 X2 X3

    Alta tensión

    Baja tensión

    IA IB IC

    I b Ic Ia

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    14/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 14

    RSC Línea de Transmisión y SEP 27

    Desfasamiento de las CS’s en bancode transformadores

    22110

    22110

    3;

    3?;

    3;

    3;0

     A

     y

     Da A

     y

     Daa

    a

     D

     y

     Aa

     D

     y

     A A

     I  N 

     N  j I  I 

     N 

     N  j I  I 

     I  N 

     N  j I  I 

     N 

     N  j I  I 

    −=+==⇒ Υ→∆

    +=−==⇒ Υ←∆

    [ ] [ ] 'abc ABC    I C  I    =   ⇒

    [ ]   [ ][ ][ ][ ]0121

    012   a D

     y

     A   I  AC  A N 

     N  I    −=

    +∠

    −∠=

    2

    1

    0

    2

    1

    0

    º90100

    0º9010

    000

    3

    a

    a

    a

     D

     y

     A

     A

     A

     I 

     I 

     I 

     N 

     N 

     I 

     I 

     I ⇒

    [ ][ ] [ ][ ][ ]   [ ][ ][ ]012' 012012   a D

     y

    a A   I  AC  N 

     N  I  AC  I  A   ==

    RSC Línea de Transmisión y SEP 28

    POTENCIA TRIFÁSICA EN CS’s

    ccbbaa   I V  I V  I V  jQ P S *** ++=+=

    [ ] [ ] [ ][ ][ ] [ ][ ][ ]*012012*

    a

    aabc

    abc   I  AV  A I V S    =⋅=

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ][ ]*012012*

    012

    *

    012 3   aT 

    aa

    T T 

    a   I U V  I  A AV S    ==

    [ ] [ ] *22*

    11

    *

    00

    *

    0120123333333

    aaaaaaa

    a  I V  I V  I V  I V  jQ P S    ++==+=   φφφ

    va vbvc

    Ic

    Ib

    Iaφ3S 

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    15/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 15

    RSC Línea de Transmisión y SEP 29

    Impedancia Serie Asimétrica

    a

    b

    c 'c

    'b

    'a

    c Z 

    b Z 

    a Z 

    a I 

    b I 

    c I 

    ca Z 

    ac Z 

    ab Z 

    =

    c

    b

    a

    ccbca

    bcbba

    acaba

    cc

    bb

    aa

     I 

     I 

     I 

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

    '

    '

    '

    RSC Línea de Transmisión y SEP 30

    Impedancia Serie Asimétrica

    =

    2

    1

    0

    2

    1

    0

    '

    '

    '

    a

    a

    a

    ccbca

    bcbba

    acaba

    cc

    bb

    aa

     I 

     I 

     I 

     A

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

     A

    =

    2

    1

    0

    1

    2

    1

    0

    '

    '

    '

    a

    a

    a

    ccbca

    bcbba

    acaba

    cc

    bb

    aa

     I 

     I 

     I 

     A

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

     Z  Z  Z 

     A

     Z 

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    16/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 16

    RSC Línea de Transmisión y SEP 31

    Impedancia Serie Asimétrica

     ZA A Z  1012−=

    −+−

    +−−

    −−+

    =

    )2()2()2(

    )2()2()2(

    )2()2()2(

    001122

    220011

    112200

    012

     M  s M  s M  s

     M  s M  s M  s

     M  s M  s M  s

     Z  Z  Z  Z  Z  Z 

     Z  Z  Z  Z  Z  Z 

     Z  Z  Z  Z  Z  Z 

     Z 

    donde

    )(3

    1

    )(31

    )(3

    1

    2

    2

    21

    0

    cba s

    cba s

    cba s

    aZ  Z a Z  Z 

     Z aaZ  Z  Z 

     Z  Z  Z  Z 

    ++=

    ++=

    ++=

    )(3

    1

    )(31

    )(3

    1

    2

    2

    21

    0

    abcabc M 

    abcabc M 

    abcabc M 

    aZ  Z a Z  Z 

     Z aaZ  Z  Z 

     Z  Z  Z  Z 

    ++=

    ++=

    ++=

    RSC Línea de Transmisión y SEP 32

    Impedancia Serie Asimétrica

    2111220000)2()2()2(' a M  sa M  sa M  saa   I  Z  Z  I  Z  Z  I  Z  Z V    −+−++=

    2221000111)2()2()2(' a M  sa M  sa M  saa   I  Z  Z  I  Z  Z  I  Z  Z V    ++−+−=

    2001110222)2()2()2(' a M  sa M  sa M  saa   I  Z  Z  I  Z  Z  I  Z  Z V    −+++−=

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    17/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 17

    RSC Línea de Transmisión y SEP 33

    Impedancia Serie Asimétrica

    Caso 1. Sin acoplamiento , 0)(   =≠  jiij Z 

    2112000' a sa sa saa

      I  Z  I  Z  I  Z V    ++=

    )(3

    1)(

    3

    1)(

    3

    1 22

    2

    10   cbaacbaacbaa   Z aaZ  Z  I aZ  Z a Z  I  Z  Z  Z  I    ++++++++=

    2011022' a sa sa saa  I  Z  I  Z  I  Z V    ++=

    2210011' a sa sa saa

     I  Z  I  Z  I  Z V    ++=

    )(3

    1)(

    3

    1)(

    3

    1 221

    2

    0   cbaacbaacbaa   Z  Z a Z  I  Z  Z  Z  I  Z aaZ  Z  I    ++++++++=

    )(3

    1)(

    3

    1)(

    3

    12

    2

    1

    2

    0   cbaacbaacbaa  Z  Z  Z  I  Z aaZ  Z  I aZ  Z a Z  I    ++++++++=

    ⇒ 0210   ===   M  M  M    Z  Z  Z 

    RSC Línea de Transmisión y SEP 34

    üSi las impedancias no soniguales, las caídas detensión decualquier secuencia es dependientedelas corrientes delas tres secuencias

    üLas CS’s de corrientes desbalanceadas que circulan hacia una carga equilibrada , o por

    impedancias series equilibradas, producen solamente caídas detensión de la misma secuencia.

    üSi hay acoplamiento mutuo asimétrico entre las impedancias defases, los terminos ZM0, ZM1 yZM2 serían distintode cero y existiría acoplamiento entre las (mallas) impedancias asecuencia.

    Impedancia Serie AsimétricaCaso 2 . Si

    0)(

      =≠   jiij Z 

    cba   Z  Z  Z    ==

    aaaa Z  I V 

    11'   =

    aaaa Z  I V 

    22'   =   aaaa   Z  I V  00'   =

    1.

    2.

    Se supone la línea totalmente transpuesta

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    18/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 18

    RSC Línea de Transmisión y SEP 35

    Impedancia Serie Asimétrica

    Suponiendo:

    1. Sin acoplamiento

    2.

    üCorrientes de secuencia positiva producen solo caídas de tensión de Secuencia positiva

    üCorrientes de sec. Negativa solo producen caídas de tensión de sec. Negativa .

    üAnálogamente, corrientes de sec cero solo producen caidas de tensión de sec cero.

    cba   Z  Z  Z    ==

    RSC Línea de Transmisión y SEP 36

    Impedancias y Mallas de Secuencia

    üImpedancia de Sec Positiva (Z1): es la impedancia de uncircuito por el cual circula solamente corriente de Sec(+).

    üImpedancia de Sec Negativa (Z2): es la impedancia de uncircuito por el cual circula solo corriente de Sec(-).

    üImpedancia de Sec Cero (Z0): es la impedancia de un

    circuito por el cual circula solamente corriente de Sec (0)

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    19/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 19

    RSC Línea de Transmisión y SEP 37

    Impedancias y Mallas de Secuencia

    üEl circuito monofásico equivalente compuesto deimpedancias de solo una secuencia, se denominamalla de secuencia

    üLa malla de secuencia positiva contiene solamentecorrientes e impedancias de secuencia positiva.

    üLa   malla de secuencia negativa solo contienecorrientes e impedancias de secuencia negativa.

    ü Análogamente, una malla de secuencia cero esaquella que solo contiene corrientes e impedancias de

    secuencia cero.

    RSC Línea de Transmisión y SEP 38

    Impedancias y Mallas de SecuenciaImpedancia a Secuencia de Equipos de un SEP

    Nota 2: Generalmente se suponen iguales

    Z0≠≠

    Z1Z1≠≠

    Z2Nota 2

    Z1Máquina

    Nota 1Z2=Z1Z1Transformador 

    Z0≠≠Z1Z2=Z1Z1Línea

    Homopolar(0)Negativa(-)Positiva(+)

    Nota 1: Para transformadores con núcleo acorazado se cumple que Z0=Z1; y

    son diferentes para cualquier otro tipo de núcleo

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    20/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 20

    RSC Línea de Transmisión y SEP 39

    Malla de Secuencia de un Generador en vacío

    a I 

    b I 

    c I 

    n I 

    c E b E 

    a E 

    bc

    a

    ++

    +

    -

    --

    n Z 

    Dado que un generador sólo induce

    tensiones balanceadas( Ea, Eb, Ec),

     por consiguiente habrá siempre

     presente solamente tensiones de

    secuencia positiva

    RSC Línea de Transmisión y SEP 40

    Malla de Secuencia de un Generador en vacío

    2a I 

    2c I 

    2b I 

    a

    cb

    2 Z 

    2 Z 

    2 Z  2aV 

    2a I  2a

    2 Z 

    +

    -

    Malla de Sec(-)

         +

       -

    1aV 

    a E 

    1a I 1a

    1 Z 

    +

    -

    Malla de Sec(+)

    Referencia

    Referencia

    1a I 

    1b I c

     E b

     E 

    a E 

    bc

    a

    +

    ++

    -

    --

    1 Z 

    1 Z 1 Z 

    1c I 

    111   Z  I  E V    aaa   −=

    222   Z  I V    aa   −=

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    21/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 21

    RSC Línea de Transmisión y SEP 41

    Malla de Secuencia de un Generador en vacío

    1c I 

    0a I 

    0a I 

    0a I 

    a

    cb

    0 g  Z 

    0 g  Z  0 g  Z 

    0a I 

    0aV 

    0a0 g  Z 

    +

    -

    n Z 3

    0 Z 

    Malla de Sec(0)

    Referencia

    solo está presenteen la malla de Sec(0)n

     Z 

    000   Z  I V    aa   −=n Z 

    03 a I )3( 00   n g a   Z  Z  I    +−=

    na  I  I    =

    03

     Nótese que:

    RSC Línea de Transmisión y SEP 42

    Ejemplo 11.6: Un generador de polos salientes sin devanadosde amortiguación, de 20 MVA, 13.8 KV

    con . . Las reactancias negativa y cero son , respectivamente.

    El neutro delgenerador está sólidamente conectado a tierra. Con el generador operandoen vacío con

    una tensión de de fase a neutro, ocurre una falla monofásica a tierra en los

    terminales de la máquina. Las tensiones de fase a neutroen el punto de falla son las siguientes:

    Determine la corriente subtransitoria en elgeneradory las tensiones de fase a fase para la condiciónsubtransitoria debido a lafal la.

     pu E an0

    00.1   ∠=

    0=aV    puV c0

    25.102013.1   ∠= puV b0

    25.102013.1   −∠=

    0=c I 

    a I 

    0=b I 

    na  I  I    =

    cn E bn E 

    an E 

    bc

    a

    ++

    +

    -

    - -

    n Z 

    Figura 11.15

    Mallas de Secuencia para un

    Generador en Vacío

    .25.0"

     pu xd  = .10.035.0 02   pu x y x   ==

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    22/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 22

    RSC Línea de Transmisión y SEP 43

    Mallas de Secuencia para un Generador en Vacío

    Figura 11.15 muestra la falla monofásicaen la fase “a” de la máquina.

     pu jV b 990.0215.0   −−=

     pu jV c

    990.0215.0   +−=

     pu

     j

     j

     j

     j

     j

    aa

    aa

    c

    b

    a

    +−

    +

    +−

    =

    +−

    −−

    =

    0500.0

    0643.0

    0143.0

    990.0215.0

    990.0215.0

    0

    1

    1

    111

    3

    1

    2

    2

    )0(

    )0(

    )0(

     pu j j

     j

     Z 

    V  I 

     go

    aa 43.1

    10.0

    )0143.0()0(

    )0( −=+−

    −=−=

    RSC Línea de Transmisión y SEP 44

    Mallas de Secuencia para un Generador en Vacío

     pu j j

     j j

     Z 

    V  E  I 

      aana 43.1

    25.0

    )0643.0()00.1(

    1

    )1()1( −=

    +−+=

    −−=

     pu j j

     j

     Z 

    V  I 

      aa 43.1

    35.0

    )0500.0(

    2

    )2()2( −=

    +−−=−=

     pu j I  I  I  I  I    aaaaa 29.43)0()2()1()0( −==++=

    Por consiguiente, la corriente de la fase fallada a tierra es de:

    La corriente base es de ; de este modo la corriente subtransitoria será:

     A j j I a 590,383729.4   −=×−=

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    23/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 23

    RSC Línea de Transmisión y SEP 45

    Mallas de Secuencia para un Generador en Vacío

    Las tensiones de fasea fase durante la falla valen:

     pu jV V V    baab07.7701.1990.0215.0   ∠=+=−=

     pu jV V V    cbbc0270980.1980.10   ∠=−=−=

     pu jV V V    acca07.7701.1990.0215.0   ∠=+−=−=

    kV V ab00

    7.7705.87.773

    8.1301.1   ∠=∠×=

    kV V bc

    00 27078.15270

    3

    8.13980.1   ∠=∠×=

    kV V ca

    00 3.10205.83.1023

    8.1301.1   ∠=∠×=

    RSC Línea de Transmisión y SEP 46

    Mallas de Secuencia para un Generador en Vacío

    Antes de la falla las tensiones eran balanceadas de 13.8 kV. A modo de

    comparación, se muestran las tensiones durante la falla con la tensión de fase a

    neutro de la fase “a” como referencia.

    kV V ab0

    308.13   ∠=   k V V bc02708.13   ∠=   k V V ca

    01508.13   ∠=

    Figura 11.6 ilustra los diagramas fasoriales de las tensiones para antes y durante la falla:

    Figura11.6

    (a) Prefalla (b) Durante la falla

    anV 

    caV caV 

    bcV bcV 

    abV abV 

    aa n

    b  b

    c c

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    24/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 24

    RSC Línea de Transmisión y SEP 47

    Ejemplo: Formación de las mallas de secuencias

    Ejemplo: Dibuje las mallas de secuencias (+) y (-) para el sistema mostrado a

    continuación. Suponga que las impedancias a sec(+) y sec(-) son iguales a la

    reactancia subtransitoria. Desprecie las resistencias .

    1T 

    1 M 2T 

     pm   nk    l 

    2 M 

    L

    X”g1=8,6%

    Zn1

    XT1=2%

    XL1

    =8,15%

    XT2=9,15%

    X”d=54,9%

    X”d=27,5%

    RSC Línea de Transmisión y SEP 48

    Ejemplo: Formación de las mallas de secuencias

    Malla de Sec(+)

    Malla de Sec(-)

    ++

    +

    ---

    0857.0 j 0915.0 j0815.0 j

    5490.0 j

    02.0 j

    2745.0 j

    2m E 1m E  g  E 

    k    l    m   n

     p   r 

    0857.0 j 0915.0 j0815.0 j

    5490.0 j02.0 j 2745.0 j

    Referencia

    k l    m   n

     p r 

    Referencia

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    25/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 25

    RSC Línea de Transmisión y SEP 49

    Mallas de Secuencia Cero

    1 . La Corriente de Sec(0) solo estará presente si existe un camino de retorno ( neutro aconectado a tierra)

    2.- El Néutrode la malla de Sec (0) es el Neutrodel circuito en el punto de su conexión a una

    tierra de referencia

     Z  Z 

     Z 

    0 N 

     Z 

     Z 

     Z 

    0 N 

    0 Z  0 N 0 N 

    Referencia Referencia

    0 Z 

    RSC Línea de Transmisión y SEP 50

    Mallas de Secuencia Cero

     Z 

     Z 

     Z 

     N 

    n Z 

    03 an   I  I    =  Z    Z 

     Z 

    0 Z 

    Referencia

    0 Z 

     N 

    n Z 3

    0a I 

    Referencia

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    26/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 26

    RSC Línea de Transmisión y SEP 51

    Mallas de Secuencia Cero

    Mallas de Sec(0) debanco trifásico de transformadores

    Símbolo Diagrama de conexiones Malla de Sec(0) p

     p

     p  p

    QQ

    Q Q

    0 Z 

    0 Z 

    Barra de referencia

    Barra de referencia

     p Q

     p Q

    RSC Línea de Transmisión y SEP 52

    Mallas de Secuencia Cero

    Símbolo Diagrama de conexión Malla de Sec(0)

     p p

     p

     p

    Q

    Q

    Q Q

    0 Z 

    Barra de referencia

    Barra de referencia

     p Q

     p Q

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    27/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 27

    RSC Línea de Transmisión y SEP 53

    Mallas de Secuencia Cero

    Símbolo Diagrama de conexión Malla de Sec(0)

     p

     pQ

    Q

    0 Z 

    Barra de referencia

     p Q

    RSC Línea de Transmisión y SEP 54

    Mallas de Secuencia Cero

    n Z 3

    0 g  Z   Q

     R P 

    Malla de Sec(0)

    Ejemplo

    n Z 

    Q   S 

     P 

     R   T 

     M   K MG

    Referencia

     M K 

    0 L X 

    0 L X T 

     X 

    0m Z T  X 

    T  X 

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    28/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 28

    RSC Línea de Transmisión y SEP 55

    Mallas de Secuencia Cero

    1 g  Z 

    Q   S 

     RT 

     M  K  P 

    1m Z 

    1 g  E  1m E ++

    --

    Q

     R  T 

     M K  P 

    Malla de Sec(+))

    Malla de Sec(-)2m Z 

    2 g  Z 

    RSC Línea de Transmisión y SEP 56

    Mallas de Secuencia CeroEjemplol11.9 (Stevensons: pág 436) Bosqueje la malla de secuencia cero del SEP mostrado en el

    ejercicio 6.1.Suponga que la impedancia de sec(0) del motor y generador esde 5%. Un reactor limitadorde corriente

    de 0,4 (Ω) se ha instalado en cada uno de los neutrosdel generador y del motor mayor. La reactancia asec(0) de la línea es de 1,5 (Ω/Km).

    Generador:

    Motor 1:

    Motor 2:

    10

    0 05.0= X 

    102

    0 0686.0)8.13

    2.13)(

    200

    300(05.0   == X 

    102

    0 1372.0)8.13

    2.13)(

    100

    300(05.0   == X 

    Ω== 333.1300

    )20()20(

    2

     Z kV  Base

    Ω== 635.0300

    )8.13()8,13(

    2

     Z kV  Base

    k l m n

    p

    20 KV 230 KV

    13.8 KV

    T1 T2

    M1

    M2

    Ω== 3.176300

    )230()230(

    2

     Z kV  Base

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    29/30

    RSC Líneas de Transmisión y

    SEP 29

    RSC Línea de Transmisión y SEP 57

    Mallas de Secuencia Cero

    10900.0)

    333.1

    4.0(33   ==

    n Z 

    10890.1)

    635.0

    4.0(33   ==n Z 

    10

    05445.0

    3.176

    645.1=

    ×= Z 

    La red de sec(0) se muestra en la fig 11.28

    05.0 j

    900.0 j

    0857.0 j 5445.0 j 0915.0 j

    l    m

    k n

     p   r 

    0686.0 j

    890.1 j

    1372.0 j

    Referencia

    Para el generador 

    Para el motor 

    Para la línea de transmisión

    RSC Línea de Transmisión y SEP 58

    Mallas de Secuencia

    Solo la malla de Sec(+) de una máquina eléctrica rotatoriacontiene una f.e.m de Sec(+) en serie con una impedancia deSec(+).

    Las mallas de Sec(-) y Sec(0) no contienen fuentes de f.e.minternas. Pero incluyen las respectivas impedancias series a

    Sec(-) y Sec(0).

  • 8/18/2019 B - Comp Simetr ByN

    30/30

    RSC Línea de Transmisión y SEP 59

    Mallas de Secuencia

     

    Secuencia (+) Secuencia (-) Secuencia(0)

    Subtransitoria Transitoria Estable

    Máquinas"d

    x   'd

    x   d  x  

    2 x 

    0 x 

    Líneas  L x    L x    L x    L x   0 L x  

    Transformadorescc x

     cc x

     cc x

     cc x

      0T  x  

    RSC Línea de Transmisión y SEP 60

    MALLAS DE SECUENCIA

    La barra de referencia de las mallas de sec(+) y de sec(-) es el neutro delgenerador aunque éste esté conectado a tierra.

    No circula corriente de sec(+) ni de sec(-) por el neutro a tierra.

    Como consecuencia de lo anterior, no se incluye la impedancia 3Zn entreel neutro y tierra en las mallas de sec(+) y sec(-)

    La referencia en la malla de sec(0) es tierra y no necesariamentecorrespondeal neutro del generador, salvo si su neutro está sólidamenteconectado a tierra.