Circuitos Trifásicos con Transitorios (página 2)

12 Desconexión de una carga 3F con neutro no conectado a tierra Diagrama fasorial de voltajes para una carga trifásica con neutro conectado a tierra 30º 30º 30º A B C + P

13 3. Neutro conectado a tierra a través de ZN El voltaje de la fase A oscila y se desplaza al punto P, al medio entre las fases B y C Puede alcanzar hasta el valor de V.T.R= (2.v2. VLLv3/2) Sin amortiguamiento Cuando las corrientes de las fases B y C, IB e IC, continúan aún circulando, IB = IC> 0 Las impedancias de las fases ZB y ZC están ahora en serie Las corrientes IB e IC ,son interrumpidas simultáneamente después de un instante

14 3. Neutro conectado a tierra a través de ZN Cuando IB e Ic, continúan aún circulando: Las impedancias de las fases ZB y ZC están en serie Los breakers de las fases B y C ubicados en serie tienen que interrumpir las corrientes, IB e IC Las corrientes IB e IC , son interrumpidas simultáneamente después de un instante Los breakers de las fases B y C son sometidos a menores voltajes transitorios de recuperación En un sistema no aterrizado el breaker de la primera fase en interrumpir al desconectar una carga o falla balanceada: Es sometido a un mayor voltaje transitorio de recuperación que los otros de las fases B y C, por un factor 2/v3 Es expuesto a un mayor voltaje transitorio de recuperación que en el caso del sistema sólidamente aterrizado, por un factor 1,5 En el sistema sólidamente aterrizado los 3 breakers de las fases A, B y C son sometidos al mismo voltaje transitorio de recuperación

15 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Sub Teoría de desconexión de circuitos 3F

16 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Revisamos la desconexión de un reactor 3F, con neutro aislado Vamos a simplificar el circuito 3F hasta obtener un modelo de una fuente 1F El reactor de cada fase lo representamos por un equivalente pi, ? Sean los parámetros del circuito: L = Inductancia por fase (H) (Fig.6.2) C = Capacitancia a cada extremo de la fase (F)

17 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado A B C N Circuito equivalente para desconexión de un reactor con neutro aislado Bobinas del generador Reactor y sus capacitancias parásitas ~ VAF(t) ~ ~ N A B C

18 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Se definió el circuito como de neutro aislado, se puede apreciar que: No existe en realidad tal condición de neutro realmente aislado Está intencionalmente no conectado Pero existen las capacitancias parásitas a tierra del neutro, 3CN En realidad el neutro está aterrizado a través de una impedancia capacitiva, ZN= -j/3?C

19 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: En ese instante, t = 0, se tiene el siguiente diagrama fasorial de estado estable Los valores instantáneos se obtiene proyectando los fasores sobre un eje vertical Eje de proyección + +

20 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: Se muestran los valores instantáneos de los 3 voltajes de fase, VF VB(t) ?(t) radianes ? 2? VA(t) VC(t) Interrupción a tiempo t = 0

21 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: Se muestran los valores instantáneos de voltaje y corriente ?(t) radianes ?/2 2? Interrupción a tiempo t = 0 VB(t) ?(t) radianes VA(t) VC(t) IB(t) IA(t) IC(t) ?

22 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: En ese momento, t = 0, los valores instantáneos de los voltaje son los siguientes: El voltaje de la fase A es máximo positivo El voltaje de las fases B y C es ½ del valor máximo negativo El voltaje de la fase B está creciendo El voltaje de la fase C está decreciendo El voltaje entre B y C, VBC, está pasando por cero

23 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: En ese momento, t = 0, los valores instantáneos de las corrientes son los siguientes: La corriente de la fase A es cero y permanece como tal Las corrientes de las fases B y C continúan circulando por un instante Las corrientes de las fases B y C son de signo contrario y de magnitud igual a v3/2 del valor máximo Luego de la interrupción de la corriente A: Las corrientes de las fases B y C continúan siendo iguales y opuestas, son las únicas corrientes en el circuito Las corrientes de las fases B y C cambian su pendiente para igualarse Las corrientes de las fases B y C continúan circulando por 90º más

24 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado G B C Circuito equivalente para desconexión de la primera fase en interrumpir de un reactor con neutro aislado (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~

B´ C´ (Gp:) C

(Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~

A A´

25 Desconexión de un reactor 3F con neutro aislado Luego de la interrupción de la corriente de la fase A: Se produce un voltaje transitorio en los contactos, AA´, del interruptor de la fase A Asumimos que la impedancia interna, ZTH, de la fuente es despreciable, tiende a cero “Viendo” al interior del circuito desde los contactos A y A´ del breaker de la fase A, se aprecia una simetría de la red Esta simetría de la red es utilizada en la “inyección de corriente” en una fase Esta simetría del modelo sirve para reducir o simplificar el circuito a uno más sencillo Se aprecia que la corriente inyectada, IA, se divide en partes iguales entre la fase B y C

26 Desconexión 3F por método de inyección de corriente Si se aplica el método de inyección de corriente, IA , se supone que: La corriente inyectada, IA, se divide en partes iguales entre la fase B y C Las respuestas de ambas mitades del circuito a, IA, son iguales Los puntos B´ y C´ reciben el mismo voltaje transitorio provocado por la inyección de IA Los puntos B´ y C´ pueden ser unidos desde el punto de vista transitorio Esto es equivalente a “doblar el circuito” por el eje de simetría, que resulta ser la fase A

27 Modelo de desconexión de la fase A de un reactor 3F G B C Circuito equivalente para el método de inyección de corriente para simular la desconexión de la fase A, de un reactor con neutro aislado

B´ C´ (Gp:) C

A A´ (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) ~

28 Simplificación por simetría transitoria Al aplicar el método de inyección de corriente en la primera fase en interrumpir Se presenta una condición de simetría del circuito con la fuente de corriente inyectada Esta simetría permite “ doblar“ el circuito, lo que causa su reducción o simplificación El circuito se reduce a un circuito mucho más simple, con una sola fuente de corriente 1F

29 Desconexión 3F por método de inyección de corriente Si se aplica el método de inyección de corriente, IA , se supone que: Se “dobla el circuito” por el eje de simetría, que resulta ser la fase A Las capacitancias en B´y C´ en el circuito se corto circuitan en el proceso de doblado Al aplicar superposición, la impedancia interna de las fuentes equivalentes, ZTH, se incluyen: En el circuito de secuencia positiva, al hacerlo inactivo suprimiendo las f.e.m. de las fuentes de voltaje, EF= cero

30 Simplificación por simetría transitoria Esta simetría permite “ doblar“ el circuito, lo que causa su reducción o simplificación

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