Cálculo de fallos eléctricos

Definición de cálculo de fallos eléctricos

O cálculo de fallos eléctricos implica determinar as correntes e voltaxes de fallo máximas e mínimas en diferentes puntos dun sistema de potencia para deseñar sistemas protexidos.

Impedancia de secuencia positiva

A impedancia de secuencia positiva é a resistencia que se opón á corrente de secuencia positiva, crucial para o cálculo de fallos trifásicos.

Impedancia de secuencia negativa

A impedancia de secuencia negativa é a resistencia que se opón á corrente de secuencia negativa, importante para comprender as condicións de fallos desequilibrados.

Impedancia de secuencia cero

A impedancia ofrecida polo sistema ao fluxo da corrente de secuencia cero coñécese como impedancia de secuencia cero.Nas calculacións anteriores de fallos, Z1, Z2 e Z0 son a impedancia de secuencia positiva, negativa e cero, respectivamente. A impedancia de secuencia varía con o tipo de componentes do sistema de potencia en consideración:

• Nos componentes estáticos e equilibrados do sistema de potencia, como transformadores e liñas, a impedancia de secuencia ofrecida polo sistema é a mesma para as correntes de secuencia positiva e negativa. En outras palabras, a impedancia de secuencia positiva e negativa é a mesma para transformadores e liñas de potencia. Pero no caso das máquinas rotativas, a impedancia de secuencia positiva e negativa son diferentes.

• A asignación de valores de impedancia de secuencia cero é máis complexa. Isto é debido a que as tres correntes de secuencia cero en calquera punto dun sistema de potencia eléctrica, estando en fase, non suman a cero pero deben retornar a través do neutro e/ou terra. Nas máquinas e transformadores trifásicos, os fluxos debidos aos componentes de secuencia cero non suman a cero no iugue ou sistema de campo. A impedancia varía amplamente dependendo da disposición física dos circuitos magnéticos e bobinados.

• A reactancia das liñas de transmisión para correntes de secuencia cero pode ser aproximadamente 3 a 5 veces a corrente de secuencia positiva, sendo o valor menor para liñas sen fíos de terra. Isto é debido á maior separación entre o ida e volta (isto é, neutro e/ou terra) que para as correntes de secuencia positiva e negativa, que retornan (equilibran) dentro dos grupos de conductores trifásicos.

• A reactancia de secuencia cero dunha máquina compónse de reactancia de fuga e de bobinado, e un pequeno componente debido ao equilibrio do bobinado (depende do trichado do bobinado). A reactancia de secuencia cero dos transformadores depende tanto das conexións de bobinado como da construción do núcleo.

Análise de componentes simétricos

O cálculo anterior de fallos basease na suposición dun sistema trifásico equilibrado. O cálculo fáise só para unha fase, xa que as condicións de corrente e voltaxe son as mesmas nas tres fases.

Cando ocorren fallos reais nun sistema de potencia eléctrica, como fallos de fase a terra, fase a fase e duplo fallo de fase a terra, o sistema tornase desequilibrado, significando que as condicións de voltaxe e corrente en todas as fases xa non son simétricas. Estes fallos resólvense mediante análise de componentes simétricos.

Xeralmente, o diagrama vectorial trifásico pode substituírse por tres conxuntos de vectores equilibrados. Un ten rotação de fase oposta ou negativa, o segundo ten rotação de fase positiva e o último é cofásico. Isso significa que estes conxuntos de vectores descríbense como secuencia negativa, positiva e cero, respectivamente.

Dónde todos os valores remítense á fase de referencia r. De forma similar, pódese escribir un conxunto de ecuacións tamén para as correntes de secuencia. A partir das ecuacións de voltaxe e corrente, pode determinarse facilmente a impedancia de secuencia do sistema.