Fallos simétricos e asimétricos

Baixo condicións normais de operación, un sistema eléctrico funciona nun estado equilibrado, coas magnitudes eléctricas como a tensión e a corrente distribuídas uniformemente en todas as fases. No entanto, cando a aislación falla en calquera punto do sistema ou os cables activos entran en contacto non intencionado, o equilibrio do sistema interrúmpese, levando a un curto-circuíto ou fallo na liña. Os fallos nos sistemas eléctricos poden ser desencadeados por moitos factores. Fenómenos naturais como descargas eléctricas, ventos poderosos de alta velocidade e terremotos poden danar fisicamente a infraestrutura eléctrica e causar a rotura da aislación. Ademais, eventos externos como árbores que caen sobre liñas eléctricas, aves que crean curtos-circuítos ao conectar conductores ou a degradación dos materiais de aislación ao longo do tempo tamén poden iniciar fallos.

Os fallos que ocorren nas liñas de transmisión suelen categorizarse en dous tipos xerais:

Fallos Simétricos

Os fallos simétricos implican o curto-circuíto simultáneo de todas as fases nun sistema eléctrico de múltiples fases, a miúdo con conexión á terra tamén. O que caracteriza estes fallos é a súa natureza equilibrada; incluso despois do fallo, o sistema mantén a súa simetría. Por exemplo, nunha configuración de tres fases, as relacións eléctricas entre as fases permanecen consistentes, coas liñas efectivamente desprazadas por un ángulo igual de 120°. A pesar de ser relativamente infrecuentes, os fallos simétricos son o tipo máis grave de fallos eléctricos nos sistemas de enerxía, xa que xeran correntes de fallo extremadamente altas. Estas correntes de gran magnitude poden causar danos significativos no equipo e interromper o suministro de enerxía se non se xestionan correctamente. Debido á súa gravidade e aos desafíos que supoñen, os enxeñeiros realizan cálculos de curto-circuíto equilibrados específicamente deseñados para determinar con precisión a magnitude destas grandes correntes. Esta información é crucial para deseñar dispositivos protectores, como interruptores de circuito, que poden interromper de forma segura o fluxo de corrente durante un fallo simétrico e salvaguardar a integridade do sistema de enerxía.

Fallos Asimétricos

Os fallos asimétricos caracterízanse pola súa implicación de só unha ou dúas fases nun sistema de enerxía, levando a un desequilibrio entre as liñas de tres fases. Estes fallos xeralmente maniféstase como conexións entre unha liña e a terra (liña-a-terra) ou entre dúas liñas (liña-a-liña). Un fallo en serie asimétrico ocorre cando hai unha conexión anómala entre fases ou entre unha fase e a terra, mentres que un fallo en paralelo asimétrico identifícase por un desequilibrio nas impedancias das liñas.

Nun sistema eléctrico de tres fases, os fallos en paralelo poden clasificarse ademais como segue:

• Fallo Simple Liña-a-Terra (LG): Este fallo ocorre cando un dos conductores entra en contacto coa terra ou co conductor neutro.

• Fallo Liña-a-Liña (LL): Aquí, dous conductores están cortocircuitados, interrompendo o fluxo normal de corrente.

• Fallo Doble Liña-a-Terra (LLG): Neste escenario, dous conductores entran en contacto coa terra ou co conductor neutro simultaneamente.

• Fallo de Cortocircuíto de Tres Fases (LLL): As tres fases están cortocircuitadas entre si.

• Fallo de Tres Fases-a-Terra (LLLG): As tres fases están cortocircuitadas á terra.

É importante notar que os fallos LG, LL e LLG son asimétricos, mentres que os fallos LLL e LLLG caen na categoría de fallos simétricos. Dada a corrente significativa xerada durante os fallos simétricos, os enxeñeiros realizan cálculos de curto-circuíto equilibrados para determinar con precisión estas correntes de gran magnitude, o que é esencial para deseñar medidas protectoras eficaces.

Efecto dos Fallos nas Liñas de Transmisión

Os fallos poden ter un impacto pernicioso nos sistemas de enerxía de varias maneiras. Cando ocorre un fallo, adoita causar un aumento significativo nas voltaxes e correntes en puntos específicos do sistema. Estes valores eléctricos elevados poden danar a aislación do equipo, reducindo así a súa vida útil e potencialmente levando a reparacións ou substitucións costosas. Ademais, os fallos poden debilitar a estabilidade do sistema de enerxía, facendo que o equipo de tres fases funcione ineficientemente ou mesmo falle. Para prevenir a propagación do dano e asegurar a operación ininterrumpida do sistema global, é crucial aislar rapidamente a sección defectuosa tan pronto como se detecte un fallo. Ao desconectar a área afectada, pode manterse a operación normal das outras partes do sistema de enerxía, minimizando o impacto no suministro de enerxía e reducindo o risco de fallos adicionais.