Transito Rios a Normal Es

MAESTRIA EN CIENCIAS DE LA INGENIERIA ELÉCTRICA

EXPOSICIÓNTRANSITORIOS ANORMALES DE MANIOBRA

MATERIA: Transitorios ElectromagnéticosDOCENTE: Dr. Víctor Manuel Cabrera MorelosALUMNO: Ing. Guillermo Ávila Elizondo

TORREÓN, COAHUILAOCTUBRE 2012

1

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNAINSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNADivisión de Estudios de Posgrado e

Investigación

TRANSITORIOS DE MANIOBRA NORMALES Y ANORMALES

¿Qué transitorios consideramos como Normales ?:

Podemos considerar como un transitorio normal, a aquellos, que se producen cuando la energía atrapada en algún punto del circuito es liberada.

-Transitorio de Recuperación de Voltaje aproximadamente igual a 2Vp.

-Descarga de un Capacitor aproximadamente igual a 2Vp.

Entonces ¿Qué es un transitorio de maniobra anormal?:

Aquellos que provocan que los voltajes y corrientes se alejen en exceso de estos valores.

Transitorios de Maniobra Normales y Anormales 2

SUPRESIÓN DE CORRIENTES

Algunas veces la acción de la supresión de un arco de los dispositivos en el interruptor, llevan a la corriente a un cero abrupto y prematuro. Este fenómeno es llamado «Current Chopping» o corte de corriente, esto es un ejemplo de por que es conocido como «Supresión de Corriente».

¿Qué provoca la supresión de corrientes?

Producira un voltaje anormal como consecuencia de la liberación de la energía magnética atrapada asociada con la corriente.


4Transitorios de Maniobra Normales y Anormales

5Transitorios de Maniobra Normales y Anormales

Si el interruptor llegase a cortar en la corriente pico que debido a la distorsión armónica puede ser de 2.5 A, el pico teórico de tensión transitoria llegaría a 132 kV.

Hay que señalar que en la práctica esta tensión no alcanza un valor tan alto debido a que solo una fracción de la energía atrapada en el núcleo al momento del corte es liberada.

Energía Liberada por el Núcleo del Transformador cuando la corriente de Magnetización es Cortada.


En las figuras mostradas abajo, se representa lo que ocurre antes y después de una operación de apertura del interruptor, que en este caso se realiza con éxito.Debido al defazamiento entre voltaje y corriente, al momento del corte el capacitor se encuentra cargado a su máximo

DESCONEXIÓN DE CAPACITANCIA


Desconexión de capacitancia con recierre en un pico de voltaje


OTROS FENOMENOS DE RECIERRE


Asumiremos que los contactos del interruptor se separaron cerca de un cero de corriente. Bajo estas circunstancias la corta apertura de los contactos será altamente estresada eléctricamente y puede reiniciarse el interruptor.

El periodo a analizar es tan corto que podemos representar a la fuente como una batería. Esto implica que I1 e I2 contienen una rampa ascendente de la corriente de alimentación cuando la conducción se restablece:

Pero además, esperaríamos que I1+I2 contienen una corriente oscilatoria a la frecuencia natural del circuito:


Por lo tanto la impedancia que representa a esta corriente es:

Y puesto que el voltaje a través del interruptor en el momento del reencendido es Vs(0)-Vc(0), la corriente en C será:

Las dos componentes de la corriente de reencendido se muestran en la figura de abajo:


Existe otra forma de compensación y re-cierres secuenciales que pueden crear sobretensiones pero este tipo no incluye un interruptor, es el llamado “Arco a Tierra”, este ocurre principalmente en los sistemas de potencia sin conexión a tierra.

En la figura mostrada si la falla a tierra ocurre en la fase A, causara un cambio en el potencial Ep=1p.u, suponiendo que la avería se produce cuando el potencial de A está en el pico negativo.


Disposición de la Capacitancia en un sistema trifásico sin puesta a tierra.


¿Pero qué sucede después de este transitorio?

Depende de las suposiciones que se hagan sobre el comportamiento del arco, existen 2 posibilidades:

1.- La corriente se mantiene en el arco hasta el siguiente cero de corriente que se producirá medio ciclo después de la formación del arco.

2.- La corriente es interrumpida en un cero de corriente de alta frecuencia que se produce casi inmediatamente.

Si se considera la primera de ellas, ahora la disposición de los fasores será como se muestra en la siguiente imagen:


Se deja un desplazamiento de 1p.u en el neutro, la tensión se acumula a través de la trayectoria del arco después de la separación, alcanzando 2p.u medio ciclo mas tarde.

Si el arco se reinicia en ese instante, una vez más A es puesto a tierra, y se presentarían eventos similares a los mostrados, pero esta vez el neutro y los puntos B y C se desplazarían 2 p.u en lugar de 1 p.u, por lo que los transitorios que se muestran serán proporcionalmente mayores.


CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN INRUSH

Bajo condiciones normales de excitación un transformador consume una corriente magnetizante de entre 0.5% y 2% de su corriente nominal.Y debido a los efectos de saturación en el hierro, esta no es sinusoidal.

Es evidente en la figura mostrada abajo que a medida que el voltaje se incrementa y el flujo cada ves mas es demandado en el núcleo, el pico de corriente aumentara bruscamente, debido a que el núcleo se satura.


Se ha considerado la peor condición de energización del transformador, pero estadísticamente esta situación tiene la misma probabilidad que las demás a ocurrir.En la imagen mostrada se muestra la elevación de corriente para un transformador de 1000 kVA, 13.8 kV, en el que su pico normal de corriente de magnetización es menor a 2 A y su corriente nominal es de 42 A. Se puede ver que la corriente de magnetización esta por encima de los 150 A.


FERRORESONANCIA

¿Qué es Ferro-resonancia?

En circuitos LC lineales, se dice que se tiene una condición de resonancia cuando las impedancias de dos elementos se cancelan entre sí.

Esto sucede debido a que el voltaje a través de la inductancia adelanta a la corriente en fase a 90°, y la tensión del condensador retrasa respecto a la corriente por la misma cantidad.

O dicho en otras palabras la impedancia Capacitiva tiene signo opuesto a la impedancia Inductiva, por lo que es posible que para ciertos valores de parámetros y frecuencia ambas cantidades se anulen y se tenga una impedancia total muy baja.


Es claro que la condición de resonancia debe evitarse en sistemas eléctricos de potencia o distribución, pero en ocasiones puede presentarse, sobre todo en conjunción con transformadores. Por eso mismo, cuando tal fenómeno se presenta, se denomina ferro-resonancia, para enfatizar el hecho de que está presente un núcleo saturable.

¿Pero en la práctica como se puede presentarse el fenómeno de Ferro-resonancia?

En la siguiente imagen se muestra un interruptor utilizado para energizar o des energizar el primario de un transformador. Los dos están conectados por una longitud de cable. Una de las fases permanece cerrada y las otras dos abiertas; esto puede presentarse por ejemplo, cuando dos de los fusibles se funden o bien cuando uno de los polos cierra primero.


El cable o línea del fusible al transformador tiene cierta capacitancia, se observa que existe una conexión serie entre la inductancia del devanado y la capacitancia del cable, a través de esta conexión hay una trayectoria para la corriente que puede producir voltajes excesivos a través del transformador y de las fases des-energizadas.

Transito Rios a Normal Es

Documents

Transcript of Transito Rios a Normal Es