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informe 1 de protección de sistemas electricos de potencia tecsupTRANSCRIPT
PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA
Laboratorio Nº 1
FALLA MONOFÁSICA A TIERRA
Integrantes:
Jhon Omar rudas Ramírez
Juan Quispe Olado
Álvaro Chávez Pineda
Sección:
C14-06-A
2015-II
I. Introducción
Para este presente informe de laboratorio del curso de protección de sistemas eléctricos de potencia, se mostraran los resultados de las mediciones de corriente y de tensión para una falla monofásica a tierra en un sistema eléctrico a tierra con neutro aislado además mediante los equipos del laboratorio se mostraran los diagramas fasoriales de las corrientes y tensiones homopolares.Existen diferentes tipos de fallas como los de cortocircuito trifásico simétrico, cortocircuito entre fases aislado, entre fases con puesta a tierra y de fase monofásica a tierra pero para nuestra experiencia de laboratorio analizaremos esta última, falla monofásica a tierra ya es la más común y frecuente en los sistemas eléctricos de potencia.
II. Objetivos
1. Medir la tensión y corriente homopolar en un sistema eléctrico con un neutro aislado.
2. Comprobar que la I0 y la V0 homopolar están 90º, para una falla a tierra en un sistema aislado.
3. Comprobar que ante una falla tierra monofásica en un sistema aislado las fases presentan una sobretensión máxima de √ 3 veces con respecto a tierra.
III. Fundamento teórico
FALLA MONOFÁSICA A TIERRA.
IV. Equipos y materiales 01 Transformador trifásico 01 Modelo de línea de transmisión 01 Analizador de redes 01 Transformador de potencial trifásico 380/220. 01 Amperímetro digital 02 Voltímetros digitales 01 Fuente trifásica variable Cables de conexión 01 Módulo de interruptor de potencia 01 Relé de tensión homopolar. Modelo:RMVH 3120 ENERTEC 01 Interruptor de 16 A 01 Fuente DC de 24 V 01 Fuente DC de 48 V
V. PROCEDIMIENTO
a) CONDICIÓN INICIAL: PRE-FALLA
Mediante el módulo de adquisición de datos se obtuvieron las siguientes mediciones:
E1(V) E2 (V) E3 (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) E1+E2+E3 I1+I2
66,48 68,20 70,75 0,054 0,051 0,053 9,003 0,055
TABLA 1.CONDICIONDE PRE - FALLA
CUADRO1 .RESULTADOS DEL MÓDULO DE ADQUISICIÓN DE DATOS
E1, E2 yE3 = nos representa la tensión de fase, que es igual a la U linea√3 , la
tensión de línea la regulamos a 220. I1, I2 y I3 = Son la corrientes de línea del sistema.
E1+E2+E3 = Tres veces la tensión homopolar. (3U0)
Obtener el diagrama fasorial de tensiones y corrientes.Empleando el módulo de adquisición de datos, obtuvimos el diagrama fasorial de tensiones y corrientes, en magnitud y en Angulo. Para esta experiencia tomamos como referencia a la tensión E1.
FIGURA 1. DIAGRAMA FASORIAL
Verificar.
Verificamos y observamos que las corrientes estaban balanceadas y además notamos que el ángulo de desfasaje entre ellas es de 120º.Notamos que las corrientes se encontraban en adelanto, aproximadamente 90ºDespués con los datos de tensión y corrientes fasoriales comprobamos que la tensión y corriente homopolar son nulos.
Cálculos:
Suma fasorial de corrientes:
I1+I2+I3 = 3I0 = 0,015
Comentarios:
Para la condición de pre falla notamos que la suma de corrientes fasoriales es aproximadamente cero esta suma nos representa la corriente homopolar, además las corrientes están balanceadas y desfasadas 120º una de otra, también cada corriente de línea esta adelantada en aproximadamente 90º con respecto a cada tensión de fase.
Suma fasorial de tensiones:
E1+E2+E3 = 3U0 = 9,003
Comentarios:
De la suma fasorial de tensiones de fase notamos que el resultado es aproximadamente tres veces la tensión homopolar (Uo) además es un valor muy pequeño con respecto a cada una de las tensiones.La tensión homopolar es aproximadamente cero.
b) CONDICIÓN FINAL: FALLA MONOFÁSICA A TIERRA EN LA FASE `T`
Mediante el módulo de adquisición de datos obtuvimos los siguientes resultados:
E1 (V) E2 (V) E3 (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) E1+E2+E3
123,9 119,0 6,776 0,097 0,090 0,166 215,5
TABLA.2 CONDICIÓN DE FALLA MONOFÁSICA A TIERRA EN LA FASE `T`
CUADRO 2. RESULTADOS DEL MÓDULO DE ADQUISICIÓN DE DATOS Luego completamos las mediciones en la tabla
observamos el diagrama fasorial de tensiones y corrientes
MEDICIONES PRE-FALLA CON FALLA ATIERRA
U FASE
U R-TIERRA 123,9
U S-TIERRA 119,0
U T-TIERRA 6,776
U0 73 v
E1+E2+E3
IR 0,097 A
IS 0,090 A
IT 0,166 A
3I0 0,015 A
IFALLA 0,167 A
3U0
Empleando el módulo de adquisición de datos, se logró conocer la gráfica de tensiones y corrientes, en magnitud y ángulo para esto tomamos como referencia a la tensión E1.
FIGURA 2. DIAGRAMA FASORIAL
Verificar:
Del diagrama fasorial comprobamos que las tensiones estaban desbalanceadas en magnitud y ángulo además también lo estaban las corrientes.Las tensiones de fase a tierra de las fases no involucradas en la falla se encontraban sobre tensionadas aproximadamente en √ 3.Notamos también que la magnitud de la sumatoria de E1, E2, y E3 (en falla) era igual al triple de la tensión de fase de la condición de pre-falla.La suma fasorial de I1 e I2 era igual a la I3 y finalmente comprobamos que la corriente en la fase con falla es aproximadamente el triple de magnitud que tenía en la condición de pre-falla.
Cálculos
Calculo de la corriente homopolar
I2+I2+I3 =3I0 = I3 = 0,166
Calculo de la tensión homopolar
E1+E2+E3 = 3U0 = 215,5
Comparar el resultado de 3U0 con el medido a la salida del transformador de potencial (3U`0)
VI. CUESTIONARIO
1. Analizar los resultados y explicar ¿Por qué las diferencias entre algunas lecturas? ¿qué relación hay entre ellas?
2. ¿Por qué algunas lecturas no cambian?
3. Elaborar un diagrama fasorial de tensiones y corrientes en el circuito antes de la falla a tierra.
4. Elaborar un diagrama fasorial de tensiones y corrientes en el circuito durante la falla a tierra.
VII. OBSERVACIONES
VIII. CONCLUSIONES