1 TRANSITORIOS en circuitos trifsicos En proceso de elaboraci³n

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  • 1 TRANSITORIOS en circuitos trifsicos En proceso de elaboracin
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  • 2 Introduccin Ahora vamos a ampliar el estudio a circuitos trifsicos, 3 Los mtodos, tcnicas y experiencia que hemos aprendido nos sirven en general Ej. Inyeccin de corriente, superposicin Los circuitos trifsicos son ms complicados de resolver por la presencia de: 1. Mayor nmero de elementos de las otras fases 2. Acoplamiento inductivo y capacitivo entre fases
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  • 3 Introduccin Los circuitos trifsicos por ser ms extensos y complicados de resolver: 1. Los vamos a simplificar o reducir a lo esencial, cuando sea necesario Existen 2 mtodos para resolver transitorios en circuitos trifsicos: 1. Simplemente extender el mtodo de solucin monofsica y sus tcnicas 2. Usar el mtodo de componentes simtricas
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  • 4 Introduccin El mtodo de simplemente extender la solucin monofsica reconoce que: Un circuito 3, es en realidad una unidad o entidad integrada, es un circuito unitario Un cambio en la condicin del circuito afecta todos sus componentes en diverso grado Se excitan frecuencias naturales, que son diferentes a la frecuencia de la fuente,60 hz. Las corrientes y voltajes transitorias pueden ser desbalanceadas y no estar desfasadas 120
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  • 5 Introduccin El mtodo de componentes simtricas en un circuito 3 : Se usa con frecuencia para encontrar las corrientes y voltajes de falla en estado senoidal estable La falla se supone no simtrica en un circuito balanceado en todos sus componentes de fase El mtodo remueve la condicin no simtrica de la falla estudiada El mtodo calcula las corrientes y voltajes de falla transitorios como si fuera una falla 3 balanceada
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  • 6 Importancia del tipo de conexin del neutro El neutro de un circuito 3 puede estar: 1. Slidamente conectado a tierra 2. No conectado intencionalmente a tierra 3. Conectado a travs de una impedancia, Z N, a tierra Los voltajes transitorios dependen muchas veces del tipo de conexin a tierra existente En realidad, estamos tratando con diferentes circuitos y condiciones, al ser Z N distinta
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  • 7 1. Neutro slidamente conectado a tierra Cuando los neutros de un circuito 3 estn slidamente conectados a tierra las 3 fases : Son virtualmente independientes entre s Se comportan como 3 circuitos monofsicos independientes o no acoplados conductivamente Cuando un breaker se abre para interrumpir una falla o desconectar una carga: Los voltajes transitorios pueden ser calculados sencillamente en un equivalente monofsico En el circuito con Z N = 0, el voltaje transitorio de recuperacin en un breaker puede llegar a ser: V.T.R.= 2. (2V LL /3) Sin amortiguamiento
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  • 8 2. Neutro no conectado a tierra Cuando los neutros de un circuito 3 no estn conectados a tierra intencionalmente: Se puede considerar el neutro conectado a tierra a travs de Z N, Las 3 fases son dependientes entre s Se comportan como un circuito dependiente o acoplado conductivamente Este sistema puede ser estudiado, como el caso 3. siguiente, considerando, Z N,
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  • 9 3. Neutro conectado a tierra a travs de Z N Cuando los neutros de un circuito 3 estn conectados a tierra a travs de Z N > 0, las 3 fases : Son dependientes entre s Se comportan como un circuito dependiente o acoplado conductivamente Cuando el sistema es balanceado el voltaje del neutro, N, y de tierra, O, del sistema son iguales Cuando se inicia la operacin de un breaker la situacin cambia drstica y rpidamente (fig6.1) Debido a que las 3 corrientes de lnea estn desfasadas 120, una corriente pasa por cero primero: En consecuencia, una corriente es interrumpida primero, las otras 2 corrientes despus de un cierto instante
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  • 10 Desconexin de una carga 3 con neutro conectado a tierra A B C N Circuito equivalente para desconexin de una carga trifsica Con neutro conectado a tierra Bobinas del generador Impedancias De fase ~ V AF (t) ~~ N A B C 0
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  • 11 Desconexin de una carga 3 con neutro conectado a tierra Diagrama fasorial de voltajes para una carga trifsica con neutro conectado a tierra 30 A B C +
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  • 12 3. Neutro conectado a tierra a travs de Z N Cuando se inicia la apertura de un breaker 3, supongamos que: La corriente de la fase A, I A, es interrumpida primero, I A = 0 Las fases B y C, continan conectadas an Las corrientes de las fases B y C, I B e I C, continan circulando, I B = I C > 0 La condicin de carga balanceada, se suspende a partir del instante que I A se interrumpi, I A = 0 El voltaje del neutro oscila y se desplaza al punto P, al medio entre las fases B y C
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  • 13 Desconexin de una carga 3 con neutro no conectado a tierra Diagrama fasorial de voltajes para una carga trifsica con neutro conectado a tierra 30 A B C + P
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  • 14 3. Neutro conectado a tierra a travs de Z N 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= (2.2. V LL 3/2) Sin amortiguamiento Cuando las corrientes de las fases B y C, I B e I C, continan an circulando, I B = I C > 0 Las impedancias de las fases Z B y Z C estn ahora en serie Las corrientes I B e I C,son interrumpidas simultneamente despus de un instante
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  • 15 3. Neutro conectado a tierra a travs de Z N Cuando I B e I c, continan an circulando: Las impedancias de las fases Z B y Z C estn en serie Los breakers de las fases B y C ubicados en serie tienen que interrumpir las corrientes, I B e I C Las corrientes I B e I C, son interrumpidas simultneamente despus de un instante Los breakers de las fases B y C son sometidos a menores voltajes transitorios de recuperacin 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 recuperacin que los otros de las fases B y C, por un factor 2/3 Es expuesto a un mayor voltaje transitorio de recuperacin que en el caso del sistema slidamente aterrizado, por un factor 1,5 En el sistema slidamente aterrizado los 3 breakers de las fases A, B y C son sometidos al mismo voltaje transitorio de recuperacin
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  • 16 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Teora de desconexin de circuitos 3
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  • 17 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Revisamos la desconexin de un reactor 3, con neutro aislado Vamos a simplificar el circuito 3 hasta obtener un modelo de una fuente 1 El reactor de cada fase lo representamos por un equivalente pi, Sean los parmetros del circuito: L = Inductancia por fase (H) (Fig.6.2) C = Capacitancia a cada extremo de la fase (F)
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  • 18 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado A B C N Circuito equivalente para desconexin de un reactor con neutro aislado Bobinas del generador Reactor y sus capacitancias parsitas ~ V AF (t) ~~ N A B C
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  • 19 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Se defini el circuito como de neutro aislado, se puede apreciar que: No existe en realidad tal condicin de neutro realmente aislado Est intencionalmente no conectado Pero existen las capacitancias parsitas a tierra del neutro, 3C N En realidad el neutro est aterrizado a travs de una impedancia capacitiva, Z N = -j/3C
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  • 20 Desconexin de un reactor 3 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 instantneos se obtiene proyectando los fasores sobre un eje vertical Eje de proyeccin + +
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  • 21 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: Se muestran los valores instantneos de los 3 voltajes de fase, V F V B (t) (t) radianes 2 V A (t) V C (t) Interrupcin a tiempo t = 0
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  • 22 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: Se muestran los valores instantneos de voltaje y corriente (t) radianes /2 2 Interrupcin a tiempo t = 0 V B (t) (t) radianes V A (t) V C (t) I B (t)I A (t) I C (t)
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  • 23 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: En ese momento, t = 0, los valores instantneos de los voltaje son los siguientes: El voltaje de la fase A es mximo positivo El voltaje de las fases B y C es del valor mximo negativo El voltaje de la fase B est creciendo El voltaje de la fase C est decreciendo El voltaje entre B y C, V BC, est pasando por cero
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  • 24 Desconexin de un reactor 3 con neutro aislado Suponga que la fase A interrumpe primero: En ese momento, t = 0, los valores instantneos 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 continan circulando por un instante Las corrientes de las fases B y C son de signo contrario y de magnitud igual a 3/2 del valor mximo Luego de la interrupcin de la corriente A: Las corrientes de las fases B y C continan siendo iguales y opuestas, son las nicas 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 continan circulando por 90 ms