Red de Secuencia

Red de Secuencia

Definición

La red de impedancia de secuencia se define como una red equivalente equilibrada para un sistema de potencia equilibrado bajo una condición operativa hipotética, donde solo existe un componente de secuencia de voltaje y corriente dentro del sistema. Los componentes simétricos juegan un papel crucial en el cálculo de fallas asimétricas en varios nodos de la red de sistemas de potencia. Además, la red de secuencia positiva es fundamental para los estudios de flujo de carga en sistemas de potencia. 

Cada sistema de potencia comprende tres redes de secuencia: las redes de secuencia positiva, negativa y cero, cada una llevando corrientes de secuencia distintas. Estas corrientes de secuencia interactúan de maneras específicas para modelar diferentes escenarios de fallas desequilibradas. Al calcular estas corrientes y voltajes de secuencia durante una falla, se pueden determinar con precisión las corrientes y voltajes reales en el sistema.

Características de las Redes de Secuencia

Durante el análisis de fallas simétricas, la red de secuencia positiva tiene prioridad. Es idéntica a la red de reactancia o impedancia de secuencia. La red de secuencia negativa comparte una estructura similar con la red de secuencia positiva; sin embargo, sus valores de impedancia tienen signos opuestos en comparación con los de la red de secuencia positiva. En la red de secuencia cero, la parte interna está aislada del punto de falla, y el flujo de corriente está impulsado únicamente por el voltaje en el lugar de la falla.

Red de Secuencia para el Cálculo de Fallas

Una falla en el sistema de potencia interrumpe su operación equilibrada, sumiéndolo en un estado desequilibrado. Esta condición desequilibrada puede representarse mediante una combinación de un conjunto de secuencia positiva equilibrada, un conjunto de secuencia negativa simétrica y un conjunto de secuencia cero de fase única. Cuando ocurre una falla, es conceptualmente equivalente a inyectar estos tres conjuntos de secuencia en el sistema simultáneamente. Los voltajes y corrientes post-falla se determinan entonces por la respuesta del sistema a cada uno de estos conjuntos de componentes.

Para analizar la respuesta del sistema con precisión, los tres componentes de secuencia son indispensables. Suponga que cada red de secuencia puede ser reemplazada por un circuito equivalente de Thevenin entre dos puntos clave. A través de la simplificación, cada red de secuencia puede reducirse a una fuente de voltaje en serie con una impedancia única, como se ilustra en la figura a continuación. La red de secuencia se representa típicamente como una caja, donde un terminal representa el punto de falla, y el otro corresponde al potencial cero del bus de referencia N.

En la red de secuencia positiva, el voltaje de Thevenin es equivalente al voltaje en cortocircuito VF en el punto F. Este voltaje VF representa el voltaje pre-falla de la fase a en el lugar de la falla F, y también se denota por Eg. En contraste, los voltajes de Thevenin en las redes de secuencia negativa y cero son cero. Esto se debe a que, dentro de un sistema de potencia equilibrado, los voltajes de secuencia negativa y cero en el punto de falla son inherentemente cero.

La corriente Ia fluye desde el sistema de potencia hacia la falla. Como consecuencia, sus componentes simétricos Ia0, Ia1 e Ia2 fluyen lejos del punto de falla F. Los componentes simétricos del voltaje en el punto de falla pueden expresarse de la siguiente manera:

Donde Z0, Z1 y Z2 son las impedancias totales equivalentes de las redes de secuencia cero, positiva y negativa hasta el punto de falla.