Semestre 2009-I 1 0.000.020.040.060.080.10 -40 -20 0 20 40 60 Fase A Fase B Fase C Corrente Diferencial (A) Tempo (s)

Proteccin de Sistemas Elctricos de PotenciaCaptulo IParte 1Anlisis de Fallas en Sistemas de PotenciaINGENIERIA MECANICA ELECTRICA ( UNA )Ing. Edward Alvarez VengoaSemestre 2009-I 21 Introduccin.2 Anlisis de Fallas en Sistemas de Potencia.3 Anlisis de Eventos en SEP.4 Casos de Fallas.INDICE.https://sites.google.com/site/proteccionuna/Semestre 2009-I 3IntroduccinSemestre 2009-I 4IntroduccinLOS SISTEMAS DE PROTECCION SON INSTALADOS PARA:Detectar la ocurrencia de fallas y aislar el equipo fallado.ENTONCES:El dao a los equipos fallados es limitado.Prdida de suministro a los equipos adyacentes alequipo fallado es minimizado.Los Sistemas de Potencia que se encuentran operandoen condiciones de estado estable estn sujetas aperturbaciones (fallas) producidas por diversas causas.Esta perturbacin (falla) determina cambios en lasmagnitudes de la corriente y la tensin en todo elsistema de potencia.Los Sistemas de Proteccion son los guardines delsistema. Originan un gasto, pero evitan a futuromayores daos en los equipos y mayores gastos enreparacion e interrupciones de suministroSemestre 2009-I 5IntroduccionOrigen de las Fallas.Semestre 2009-I 6IntroduccionOrigen de las Fallas.Semestre 2009-I 7IntroduccionTipo de Fallas.Subtensin Durante una fallaTransitorio de la Tensin Semestre 2009-I 8IntroduccinUn Sistema Elctrico de Potencia debe permitir que el transporte de energa sea:Contnuo, Adecuado, Confiable, Oportuno y de Calidad.Ubicacin y Tipos de Fallas.Semestre 2009-I 9IntroduccionManifestaciones de las Perturbaciones en un Sistema de Potencia.Semestre 2009-I 10IntroduccionManifestaciones de las Perturbaciones en un Sistema de Potencia.Semestre 2009-I 11IntroduccionTipos de Fallas.Semestre 2009-I 12Anlisis de Fallas en Sistemas de PotenciaSemestre 2007-I 13Anlisis de Fallas en SEPUso de los Resultados de Cortocircuito.13 Semestre 2009-ISemestre 2009-I 14Anlisis de Fallas en SEPDeterminacin de Impedancias de Secuencia.Semestre 2007-I 15Anlisis de Fallas en SEPModelamiento de Lneas de Transmisin.anVbnVcnV'anV'bnV'cnVaaZbbZccZabZbcZacZ((((

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cbacc cb cabc bb baac ab aacn cnbn bnan anIIIZ Z ZZ Z ZZ Z ZV VV VV V'''s f s ss f s sf f f fAI Z A V VAI Z AV AVI Z V V1 '''= = = ((((

=210 00 00 0ZZZZoS15 Semestre 2009-ISemestre 2007-I 16Anlisis de Fallas en SEPModelamiento del Generador.((((

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cban n nn n nn n ncnbnanIIIZ Z Z ZZ Z Z ZZ Z Z ZVVV((((

=210 00 00 0ZZZZoSZZZnZ InaVbVcVIas S ss f ss f sI Z VAI Z A VAI Z AV== =116 Semestre 2009-ISemestre 2009-I 17Anlisis de Fallas en SEPCorriente de Secuencia Cero en el Neutro.((((

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=21022111 1 1IIIa aa aIIIAI IcbaS fZZZnZ InaVbVcVIa221 02 1202 1 0I a aI I IaI I a I II I I Icba+ + =+ + =+ + =0 12= + + a a17 Semestre 2009-ISemestre 2009-I 18Anlisis de Fallas en SEPDiagrama de Secuencia Positiva.Semestre 2009-I 19Anlisis de Fallas en SEPDiagrama de Secuencia Negativa.Semestre 2009-I 20Anlisis de Fallas en SEPDiagrama de Secuencia Cero.Semestre 2009-I 21Anlisis de Fallas en SEPEquivalencias de Secuencia Cero.Semestre 2009-I 22Anlisis de Fallas en SEPEquivalencias de Secuencia Cero.Semestre 2009-I 23Anlisis de Fallas en SEPEquivalencias de Secuencia Cero.Semestre 2009-I 24Anlisis de Fallas en SEPDesfasamiento en Redes de Secuancia Z30 : 1 Z 30 : 10aI Zero sequence network Negative sequence network Positive sequence network 2aI 1aI Z0 2aV 1aV 0aV Z2 Z1 Low side Low side Estrella aterrado a Delta (YD1).Semestre 2009-I 25Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifasica.La corriente se presenta prcticamente inductiva, cuanto mas se encuentra cerca delas fuentes de generacin.Diagrama Fasorial pre-falla y en falla.Anlisis de Fallas en SEPFalla Trifsica.26 Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e PrFallaCorrientes en el Punto de Falla Tensiones en nodos (i) Corrientes entre elementos (ij)Semestre 2009-I 27Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifasica Contribucin de Corrientes de Falla.El primer ciclo se debe a lasaturacin de la reactanciasubtransitoria.Semestre 2009-I 28Anlisis de Fallas en SEPa) Anlisis de Oscilografas.Semestre 2009-I 29Anlisis de Fallas en SEP a) Falla Trifasica.Semestre 2009-I 30Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifasica Generacin Distribuida.Aporte decorrientes defalla.Semestre 2009-I 31Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Fase-Tierra.Existir corriente en una fase en el lado estrella y en dos fases fuera del triangulo.Diagrama Fasorial pre-falla y en falla.32Anlisis de Fallas en SEPFalla Fase Tierra (Monofsica).32 Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e PrFallaCorrientes en el Punto de FallaTensiones en nodos (i) Corrientes entre elementos (ij)Semestre 2009-I 33Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Fase-Tierra.Semestre 2009-I 34Anlisis de Fallas en SEPb) Fallas Fase-Tierra de Sistemas con Neutro Aislado.Condiciones de operacin normal.Falla monofsica en la fase A.Semestre 2009-I 35Anlisis de Fallas en SEPb) Fallas Fase-Tierra de Sistemas con Neutro Aislado.Falla monofsica en la fase A.Semestre 2009-I 36Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Fase-Tierra.Semestre 2009-I 37Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Fase-Tierra en Sistemas Delta con Aterramiento.Semestre 2009-I 38Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifasica sin Tierra.Existir corriente en dos fases en el lado estrella y en las tres fases fuera deltriangulo.Diagrama Fasorial pre-falla y en falla.39Anlisis de Fallas en SEPFalla Bifsica sin Tierra.39Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e PrFallaCorrientes en el Punto de FallaTensiones en nodos (i) Corrientes entre elementos (ij)Semestre 2009-I 40Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifasica sin Tierra.Semestre 2009-I 41Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifasica sin Tierra.Semestre 2009-I 42Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifasica con Tierra.Existir corriente en dos fases en el lado estrella y en las tres fases fuera deltriangulo.Diagrama Fasorial pre-falla y en falla.43Anlisis de Fallas en SEPFalla Bifsica con Tierra.43 Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e PrFallaCorrientes en el Punto de FallaTensiones en nodos (i) Corrientes entre elementos (ij)Semestre 2009-I 44Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifasica con Tierra.Semestre 2009-I 45Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifasica con Tierra.Semestre 2009-I 46Anlisis de Fallas en SEPPotencia de Corto Circuito Trifsico.A en Trifsica Falla de Corriente IkV en Linea de Tensin VkLk::Semestre 2009-I 47Anlisis de Fallas en SEPAnlisis de Fallas Anlisis Numrico.Se utilizarn distintas metodologas:- En base al Zbus utilizando el programa Matlab.- Metodologas IEC 909, ANSI-C37 y otros con programas computacionales.48Anlisis de Fallas en SEPAnlisis de Fallas Metodologa Numerica.dckpki aperiodica componente la de inicial Valor Apermanente rgimen de ito cortocircu de Corriente Iito cortocircu de pico Corriente Iinicial simtrica ito cortocircu de Corriente I::::"48Semestre 2009-I49Anlisis de Fallas en SEPAnlisis de Fallas Metodologa Numerica.49 Semestre 2009-I50Anlisis de Fallas en SEPAnlisis de Fallas Metodologa Numerica Sistema.50Semestre 2009-IPotencia Base 100 MVATension Base 220 kVZ Base 484 ohmI base 262.432 ALineas Z1 Z0 Z1 Z0L12 0.1250 0.3000 pu 60.50 145.20 ohmL13 0.1500 0.3500 pu 72.60 169.40 ohmL23 0.2500 0.7125 pu 121.00 344.85 ohmGeneradores Z1 Z0 Zn Zo TotG1 0.1500 0.0500 0.2500 0.3000 puG2 0.1500 0.0500 0.2500 0.3000 puTrafos Z1 Z0 Z1 Z0T1 0.1000 0.1000 pu 10.0 10.0 %T2 0.1000 0.1000 pu 10.0 10.0 %Imp. Falla 0.1 pu 48.40 ohm51Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifsica.51Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e Prf aV f bV f cV f aI f bI f cI FallaCorrientes en el Punto de FallaFalla la Durante TensionesSemestre 2007-I 52Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifsica.52 Semestre 2009-ICorrientes en el Punto de Falla a.b.c) 1 = iFalla la Durante Tensiones53Anlisis de Fallas en SEPa) Falla Trifsica.53 Semestre 2009-I) 2 = i) 3 = i'54Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Monofsica.54Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e Prf aV f bV f cV f aI 0 = f bI0 = f cIFallaCorrientes en el Punto de FallaFalla la Durante Tensiones55Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Monofsica55 Semestre 2009-I) 1 = iCorrientes en el Punto de Falla) 2 = iFalla la Durante Tensiones56Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Monofsica56 Semestre 2009-I) 3 = iElementos los en Corrientes57Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Monofsica57 Semestre 2009-IElementos los en Corrientes58Anlisis de Fallas en SEPb) Falla Monofsica58 Semestre 2009-I59Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifsica sin Tierra.59 Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e Prf aV f bV f cV 0 = f aIf bI f cI FallaCorrientes en el Punto de FallaFalla la Durante Tensiones60Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifsica sin Tierra60 Semestre 2009-I) 1 = iCorrientes en el Punto de FallaFalla la Durante Tensiones61Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifsica sin Tierra61 Semestre 2009-IElementos los en Corrientes62Anlisis de Fallas en SEPc) Falla Bifsica sin Tierra62 Semestre 2009-ISemestre 2007-I 63Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifsica con Tierra.63 Semestre 2009-IaVbVcVaIbIcIFalla e Prf aV f bV f cV 0 = f aIf bI f cI FallaCorrientes en el Punto de Falla64Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifsica con Tierra64 Semestre 2009-ICorrientes en el Punto de Falla65Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifsica con Tierra65 Semestre 2009-IFalla la Durante Tensiones66Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifsica con Tierra66 Semestre 2009-IElementos los en Corrientes67Anlisis de Fallas en SEPd) Falla Bifsica con Tierra67 Semestre 2009-IElementos los en Corrientes68Anlisis de Fallas en SEPPotencia de Corto Circuito68 Semestre 2009-IMVA SMVA A kV SCCCC50 . 31210 * 820 * 220 * 33==MVA SMVA SCCCC50 . 31232 . 0100==Incluye la impedancia de falla