Xarxa de Seqüència

Xarxa de seqüència

Definició

La xarxa d'impedància de seqüència es defineix com una xarxa equilibrada equivalent per a un sistema elèctric equilibrat en una condició operativa hipotètica, on només existeix un component de seqüència de tensió i corrent dins del sistema. Els components simètrics juguen un paper crucial en el càlcul de les faults asimètriques en diversos nodes de la xarxa elèctrica. A més, la xarxa de seqüència positiva és fonamental per a l'estudi del flux de càrrega en els sistemes elèctrics. 

Cada sistema elèctric consta de tres xarxes de seqüència: les xarxes de seqüència positiva, negativa i zero, cada una portant corrents de seqüència distintes. Aquests corrents de seqüència interaccionen de manera específica per modelar diferents escenaris de faults desequilibrades. Calculant aquests corrents i tensions durant una fault, es poden determinar amb precisió els corrents i tensions reals en el sistema.

Característiques de les xarxes de seqüència

Durant l'anàlisi de faults simètriques, la xarxa de seqüència positiva pren prioritat. És idèntica a la xarxa de reactància o impedància de seqüència. La xarxa de seqüència negativa comparteix una estructura similar a la xarxa de seqüència positiva; no obstant això, els seus valors d'impedància tenen signes oposats als de la xarxa de seqüència positiva. En la xarxa de seqüència zero, la part interna està aïllada del punt de fault, i el flux de corrent està únicament impulsat per la tensió al lloc de la fault.

Xarxa de seqüència per al càlcul de faults

Una fault en el sistema elèctric interromp la seva operació equilibrada, precipitant-lo en un estat desequilibrat. Aquesta condició desequilibrada es pot representar per una combinació d'un conjunt de seqüència positiva equilibrat, un conjunt de seqüència negativa simètric i un conjunt de seqüència zero monofàsic. Quan ocorre una fault, conceptualment és equivalent a injectar aquests tres conjunts de seqüència al sistema simultàniament. Les tensions i corrents post-fault són llavors determinades per la resposta del sistema a cadascun d'aquests conjunts de components.

Per analitzar la resposta del sistema amb precisió, els tres components de seqüència són indispensables. Suposem que cada xarxa de seqüència es pot substituir per un circuit equivalent de Thevenin entre dos punts clau. A través de la simplificació, cada xarxa de seqüència es pot reduir a una única font de tensió en sèrie amb una única impedància, tal com es mostra en la figura següent. La xarxa de seqüència es representa típicament com una caixa, on un terminal representa el punt de fault, i l'altre correspon al potencial zero del bus de referència N.

En la xarxa de seqüència positiva, la tensió de Thevenin és equivalent a la tensió en circuit obert VF al punt F. Aquesta tensió VF representa la tensió pre-fault de la fase a al lloc de la fault F, i també es denota per Eg. En canvi, les tensions de Thevenin en les xarxes de seqüència negativa i zero són zero. Això és degut al fet que, dins d'un sistema elèctric equilibrat, les tensions de seqüència negativa i zero al punt de fault són inherentment zero.

El corrent Ia flueix del sistema elèctric cap a la fault. Conseqüentment, els seus components simètrics Ia0, Ia1 i Ia2 flueixen fora del punt de fault F. Els components simètrics de la tensió al punt de fault es poden expressar com segueix:

On Z0, Z1 i Z2 són l'impedància total equivalent de la xarxa de seqüència zero, positiva i negativa fins al punt de fault.