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joseperez187230

El documento analiza el estudio de cortocircuito en un generador sin carga, destacando las causas de fallas y la importancia de los métodos de cálculo IEC y ANSI para evaluar corrientes y voltajes en situaciones de cortocircuito asimétrico. Se comparan cálculos manuales y simulaciones por software, evaluando la influencia de la reactancia del neutro a tierra. Se concluye que algunos métodos son más conservadores que otros en el contexto de pruebas de cortocircuito.

Ingeniería
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Ciudad Guayana, Julio del 2012
La Forma normal de operación de un sistema de potencia es balanceado. Esta situación se puede interrumpir por medio de incidentes no deseables, pero inevitables. Si el aislamiento del sistema fallase en un determinado punto o si un objeto conductor, hiciera contacto con un transmisor de potencia no cubierto, se dice que ocurre un “cortocircuito”. Son diversas las causas de fallas: descarga atmosférica, daños de vientos, caída de árboles sobre las líneas, choques de vehículos con torres o postes, aves que cortocircuitan las líneas, vandalismo, etc. Para demostrar este tipo de situación, realizamos un estudio de cortocircuito, manual y a través del software NEPLAN para un generador sincrónico, sin carga, excitado con tensión nominal en sus terminales. En donde se compararan los distintos métodos, se indicara el más conservador y cual se aproxima más a los cálculos manuales. También evaluaremos como influye la reactancia del neutro del generador puesta a tierra a las corrientes y voltajes de cortocircuito. No estudiaremos la falla trifásica, por su simplicidad, poca frecuencia, no representa una condición de desequilibrio y porque cuando la falla ocurre cerca del generador y el neutro está conectado sólidamente a tierra la mayoría de los cortocircuitos asimétricos shunt son más severos. INTRODUCCIÓN
Realizar el estudio de cortocircuito de un generador sin carga, ante fallas asimétricas shunt. OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar la comparación, entre el calculo manual y los distintos métodos de simulación, para pruebas de cortocircuito. Evaluaremos como influye la reactancia del neutro del generador puesta a tierra a las corrientes y voltajes de cortocircuito.
IEC60909 2001: Vprefalla= C *Vn. El factor c depende del voltaje nominal del sistema en el punto de falla. Para bajo y alto voltaje hasta 230kv. ANSI C37.13: Se dirige a cálculos de fallas para los sistemas por debajo de 1kv. IEC909 1988: Era utilizado sobre todo en alta tensión. IEC y ANSI Recomendados para calcular corrientes pico interrupción y de estado estable. No requieren de los voltajes de prefalla para obtener resultados precisos. Las corrientes calculadas son conservadoras. ANSI C37.10: Para medio y alto voltaje. MÉTODOS DE CÁLCULOS
SUPERPOSICIÓN SIN FLUJO DE CARGA. Vprefalla=1,1 * Vn. SUPERPOSICIÓN Utilizado para calcular Voltajes después de ocurrida la falla. No es recomendado para hallar corrientes de cortocircuito máximas. Es mas preciso si se tiene los voltajes de prefalla. SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA. Vprefalla depende de los resultados del flujo de carga. MÉTODOS DE CÁLCULOS
VALORES NOMINALES VALORES NOMINALES IMPEDANCIAS IMPEDANCIAS Reactancia sub-transitoria eje directo = 0.25 pu. Reactancia de secuencia negativa = 0.35 pu. Reactancia de secuencia cero = 0.10 pu. Reactancia de aterramiento del neutro del generador = 0 DATOS DELGENERADOR
CÁLCULOS MANUALES FALLA MONOFÁSICA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - SEC 0 V1 V2 V0 Vthe 0,25j 0,35j 0,10j I1 I2 I0
Corrientes de secuencia Corrientes de fase o de línea                   0 0 0 10º 0,25 0,35 0,10 1,4286 90º kk kk kk f Vthe I I I Z Z Z I I I j j j I pu 1 1 1 1,4286 90º 1 1 120º 1120º 1,4286 90º 1 1120º 1 120º 1,4286 90º 4,2858 90º 0 0 Ia Ib Ic Ia Ib pu Ic                                                          
Corrientes Fásicas 4,2858 90º 20 0 * 3 *13,8 0 3,586 90º 0 0 Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                            
Cálculos de los voltajes de falla en secuencia       0 0 * * * f f KK f f KK f f KK V Vthe I Z V I Z V I Z               0 0 10º 1,4286 90º * 0,25 90º 0,6429 0º 1,4286 90º * 0,35 90º 0,5 180 1,4286 90º * 0,10 90º 0,14286 180 f f f f f f V V V V V V              
Cálculos de los voltajes de fase                                                        1 1 1 0,14286180 13,8 1 1 120º 1120º 0,6429 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,5180º 0 8,068 102,2º 8,068102,2º Va kv Vb Vc Va Vb Vc kv
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=94,3 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=166,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=36,9 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=94,3 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=166,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=36,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,000 kV AUf(L1)=90,0 ° Uf(L2)=8,673 kV AUf(L2)=257,9 ° Uf(L3)=9,072 kV AUf(L3)=102,6 ° Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=-85,7 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,000 kV AUf(L1)=90,0 ° Uf(L2)=8,673 kV AUf(L2)=257,9 ° Uf(L3)=9,072 kV AUf(L3)=102,6 ° Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=-85,7 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=2,481 kV AUf(L2)=-23,4 ° Uf(L3)=2,481 kV AUf(L3)=23,4 ° Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=2,481 kV AUf(L2)=-23,4 ° Uf(L3)=2,481 kV AUf(L3)=23,4 ° Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
CÁLCULOS MANUALES FALLA BIFÁSICA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - V1 V2 Vthe 0,25j 0,35j I1 I2
Corrientes de secuencia               10º 0,25 0,35 1,67 90º kk kk f Vthe I I Z Z I I j j I 1 1 1 0 20 1 1 120º 1120º 1,67 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 1,67 90º 0 0º 2,4155180º 2,4155 0º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                        Corrientes Fásicas
Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 * * 0 f f KK f f KK f V Vthe I Z V I Z V             10º 1,67 90º * 0,25 90º 0,5833 0º 1,67 90º * 0,35 90º 0,5833 0º f f f f V V V V          
Cálculos de los voltajes de fase 1 1 1 0 13,8 1 1 120º 1120º 0,5833 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,5833 0º 9,295 0º 4,647180º 4,647180º Va kv Vb Vc Va Vb KV Vc                                                      
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC60909-2001 Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-180,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=-86,7 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=93,3 ° Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-180,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=-86,7 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=93,3 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,458 kV AUf(L1)=3,3 ° Uf(L2)=7,583 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=7,667 kV AUf(L3)=264,6 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=183,3 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=3,3 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,458 kV AUf(L1)=3,3 ° Uf(L2)=7,583 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=7,667 kV AUf(L3)=264,6 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=183,3 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=3,3 °
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=0,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=180,0 ° Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=0,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=180,0 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,328 kV AUf(L1)=0,0 ° Uf(L2)=6,932 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=6,932 kV AUf(L3)=264,5 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=180,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=0,0 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,328 kV AUf(L1)=0,0 ° Uf(L2)=6,932 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=6,932 kV AUf(L3)=264,5 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=180,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=0,0 °
CÁLCULOS MANUALES FALLA BIFÁSICA A TIERRA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - SEC 0 V1 V2 V0 Vthe 0,25j 0,35j 0,10j I1 I2 I0
Corrientes de secuencia   0 0 0 0 0 0 3,051 90º 0,678 90º 2,373 90º kk kk kk kk kk kk kk kk kk Vthe I Z Z Z I I Z I Z Z I I Z I Z Z I                        
                                                      1 1 1 2,373 90º 20 1 1 120º 1120º 3,0508 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 0,678 90º 0 4,0215 132,2º 4,0215 47,784º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic Corrientes Fásicas
Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 0 0 * * f f KK f KK V V Vthe I Z V I Z             0 0 10º 3,0508 90º * 0,25 90º 0,2373 0º 2,3729 90º * 0,10 90º 0,237210º f f f f f f V V V V V V            
Cálculos de los voltajes de fase 1 1 1 0,2373 0º 13,8 1 1 120º 1120º 0,2373 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,2373 0º 5,67 0º 0 0º 0 0º Va kv Vb Vc Va Vb KV Vc                                                      
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=167,0 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=-132,2 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=143,1 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=167,0 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=-132,2 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=143,1 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,507 kV AUf(L1)=188,3 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-77,2 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=137,8 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=53,1 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,507 kV AUf(L1)=188,3 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-77,2 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=137,8 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=53,1 °
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=-47,8 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=227,8 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=-47,8 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=227,8 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,296 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=132,2 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=47,8 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,296 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=132,2 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=47,8 °
CÁLCULOS MANUALES Falla monofásica a tierra con Zn. REDES DE SECUENCIAS
Corrientes de secuencia                     0 0 0 10º 0,25 0,35 (0,10 3 0,025 ) 1,2903 90º kk kk kk f Vthe I I I Z Z Z I I I j j j j I
1 1 1 1,2903 90º 20 1 1 120º 1120º 1,2903 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 1,2903 90º 3,238 90º 0 0 Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                           Corrientes Fásicas en KA
Cálculos de los voltajes de falla en secuencia       0 0 * * * f f KK f f KK f f KK V Vthe I Z V I Z V I Z                             0 0 10º 1,2903 90º * 0,25 90º 0,6774 0º 1,2903 90º * 0,35 90º 0,452180 1,2903 90º * 0,10 90º 0,2258180 f f f f f f V V V V V V
Cálculos de los voltajes de fase                                                        1 1 1 0,2258 180º 13,8 1 1 120º 1120º 0,6774 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,452 180º 0 8,2445 109.11º 8,2445 109.11º Va kv Vb Vc Va Vb kv Vc
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=93,9 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=90,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=93,9 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=8,764 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,716 kV AUf(L2)=-30,8 ° Uf(L3)=1,716 kV AUf(L3)=38,6 ° Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=-86,1 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=8,764 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,716 kV AUf(L2)=-30,8 ° Uf(L3)=1,716 kV AUf(L3)=38,6 ° Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=-86,1 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=135,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=45,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=135,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=45,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,563 kV AUf(L2)=-34,7 ° Uf(L3)=1,563 kV AUf(L3)=34,7 ° Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,563 kV AUf(L2)=-34,7 ° Uf(L3)=1,563 kV AUf(L3)=34,7 ° Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
CÁLCULOS MANUALES Falla Bifásica con Zn. REDES DE SECUENCIAS
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC-60909.2001
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10
CÁLCULOS MANUALES Falla Bifásica a tierra con Zn. REDES DE SECUENCIAS
Corrientes de secuencia                             0 0 0 0 0 0 2,727 90º 0,909 90º 1,818 90º kk kk kk kk kk kk kk kk kk Vthe I Z Z Z I I Z I Z Z I I Z I Z Z I
1 1 1 1,818 90º 20 1 1 120º 1120º 2,727 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 0,909 90º 0 0º 3,485139,11º 3,485 40,89º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                       Corrientes Fásicas
Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 0 0 * * f f KK f KK V V Vthe I Z V I Z                             0 0 10º 2,727 90º * 0,25 90º 0,3182 0º 0,909 90º * 0,35 90º 0,3182 0º 1 ,818 90º * 0,175 90º 0,3182 0º f f f f f f f V V V V V V V
Cálculos de los voltajes de fase                                                                                        1 1 1 0,3182 0º 1 1 120º 1120º 0,3182 0º 1 1120º 1 120º 0,3182 0º 0,9545 0º 0 0 0,9545 0º 13,8 0 * 3 0 7,6053 0º 0 0 Va Vb Vc Va Vb pu Vc Va kv Vb Vc Va Vb Vc          KV
CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-178,8 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=-126,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=135,2 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-178,8 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=-126,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=135,2 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,397 kV AUf(L1)=190,9 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=143,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=45,2 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,397 kV AUf(L1)=190,9 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=143,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=45,2 °
POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=-40,9 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=220,9 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=-40,9 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=220,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,362 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=139,1 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=40,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,362 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=139,1 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=40,9 °
TABLA COMPARATIVA TIPO DE FALLA LÍNEAS ICC(KA) MANUAL SÚPER POSICIÓN IEC-60909 ANSI C37.10 Monofásica L1 3.586 -90 3.576 -85.7 3.934 -85.7 3.586 -90 L2 0 0 0 0 L3 0 0 0 0 Bifásica L1 0 0 0 0 L2 2.4155 180 2.411 183.3 2.411 183.3 2.415 180 L3 2.4155 0 2.411 3.3 2.411 3.3 2.415 0 Bifásica a tierra L1 0 0 0 0 L2 4.0215 132.2 4.091 137.8 4,091 137.8 4,02 132.2 L3 4.0215 47.784 3.911 53.1 3,911 53.1 4,02 47.8 Monofásica con Xn= 0.025 pu L1 3.239 -90° 3.232 -86.1 3.232 -86.1 3.239 -90 L2 0 0 0 0 L3 0 0 0 0 Bifásica a tierra con Xn= 0.025 pu L1 0 0 0 0 L2 3.485 139.11° 3.518 143.5 3.518 143.5 3.486 139.1 L3 3.485 40.89° 3.432 45.2 3.432 45.2 3.486 40.9
El estudio de cortocircuito es una herramienta indispensable para la planificación y operación de una red eléctrica, ya que nos permite conocer las corrientes máximas y voltajes elevados (corrientes de fases falladas y voltaje fases sanas) que se utilizan para el ajuste de protecciones o el dimensionamiento de las puestas a tierra de los elementos, así como para la selección de interruptores. Para este estudio el orden de severidad de las fallas es el siguiente: bifásica a tierra, monofásica, trifásica, y bifásica. A partir del análisis de las condiciones presentes de las fallas monofásica y bifásica a tierra se ha visto que la reactancia de puesta a tierra del neutro del generador limita las corrientes y aumenta las tensiones de cortocircuito. Para no producir sobretensiones la Xo 5X1 cuando ≤ R0=0 y Xo 3X1 cuando R0 X1. ≤ ≤ El método más conservador es IEC60909, el segundo es el de superposición con flujo de carga y el más próximo a cálculos manuales es ANSIc37.10, ya que se simulo con Voper.=Vprefalla= 1 pu. CONCLUSIONES En el método IEC, ANSI y superposición sin flujo de carga se utiliza Vprefalla=1,1*Vn Para tener cierto coeficiente de seguridad en los resultados y además en casos de los sistemas de transmisión en los que las tensiones de operación pueden ser superiores a la nominal.
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  • 2. La Forma normal de operación de un sistema de potencia es balanceado. Esta situación se puede interrumpir por medio de incidentes no deseables, pero inevitables. Si el aislamiento del sistema fallase en un determinado punto o si un objeto conductor, hiciera contacto con un transmisor de potencia no cubierto, se dice que ocurre un “cortocircuito”. Son diversas las causas de fallas: descarga atmosférica, daños de vientos, caída de árboles sobre las líneas, choques de vehículos con torres o postes, aves que cortocircuitan las líneas, vandalismo, etc. Para demostrar este tipo de situación, realizamos un estudio de cortocircuito, manual y a través del software NEPLAN para un generador sincrónico, sin carga, excitado con tensión nominal en sus terminales. En donde se compararan los distintos métodos, se indicara el más conservador y cual se aproxima más a los cálculos manuales. También evaluaremos como influye la reactancia del neutro del generador puesta a tierra a las corrientes y voltajes de cortocircuito. No estudiaremos la falla trifásica, por su simplicidad, poca frecuencia, no representa una condición de desequilibrio y porque cuando la falla ocurre cerca del generador y el neutro está conectado sólidamente a tierra la mayoría de los cortocircuitos asimétricos shunt son más severos. INTRODUCCIÓN
  • 3. Realizar el estudio de cortocircuito de un generador sin carga, ante fallas asimétricas shunt. OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar la comparación, entre el calculo manual y los distintos métodos de simulación, para pruebas de cortocircuito. Evaluaremos como influye la reactancia del neutro del generador puesta a tierra a las corrientes y voltajes de cortocircuito.
  • 4. IEC60909 2001: Vprefalla= C *Vn. El factor c depende del voltaje nominal del sistema en el punto de falla. Para bajo y alto voltaje hasta 230kv. ANSI C37.13: Se dirige a cálculos de fallas para los sistemas por debajo de 1kv. IEC909 1988: Era utilizado sobre todo en alta tensión. IEC y ANSI Recomendados para calcular corrientes pico interrupción y de estado estable. No requieren de los voltajes de prefalla para obtener resultados precisos. Las corrientes calculadas son conservadoras. ANSI C37.10: Para medio y alto voltaje. MÉTODOS DE CÁLCULOS
  • 5. SUPERPOSICIÓN SIN FLUJO DE CARGA. Vprefalla=1,1 * Vn. SUPERPOSICIÓN Utilizado para calcular Voltajes después de ocurrida la falla. No es recomendado para hallar corrientes de cortocircuito máximas. Es mas preciso si se tiene los voltajes de prefalla. SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA. Vprefalla depende de los resultados del flujo de carga. MÉTODOS DE CÁLCULOS
  • 6. VALORES NOMINALES VALORES NOMINALES IMPEDANCIAS IMPEDANCIAS Reactancia sub-transitoria eje directo = 0.25 pu. Reactancia de secuencia negativa = 0.35 pu. Reactancia de secuencia cero = 0.10 pu. Reactancia de aterramiento del neutro del generador = 0 DATOS DELGENERADOR
  • 7. CÁLCULOS MANUALES FALLA MONOFÁSICA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - SEC 0 V1 V2 V0 Vthe 0,25j 0,35j 0,10j I1 I2 I0
  • 8. Corrientes de secuencia Corrientes de fase o de línea                   0 0 0 10º 0,25 0,35 0,10 1,4286 90º kk kk kk f Vthe I I I Z Z Z I I I j j j I pu 1 1 1 1,4286 90º 1 1 120º 1120º 1,4286 90º 1 1120º 1 120º 1,4286 90º 4,2858 90º 0 0 Ia Ib Ic Ia Ib pu Ic                                                          
  • 9. Corrientes Fásicas 4,2858 90º 20 0 * 3 *13,8 0 3,586 90º 0 0 Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                            
  • 10. Cálculos de los voltajes de falla en secuencia       0 0 * * * f f KK f f KK f f KK V Vthe I Z V I Z V I Z               0 0 10º 1,4286 90º * 0,25 90º 0,6429 0º 1,4286 90º * 0,35 90º 0,5 180 1,4286 90º * 0,10 90º 0,14286 180 f f f f f f V V V V V V              
  • 11. Cálculos de los voltajes de fase                                                        1 1 1 0,14286180 13,8 1 1 120º 1120º 0,6429 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,5180º 0 8,068 102,2º 8,068102,2º Va kv Vb Vc Va Vb Vc kv
  • 12. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 13. POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=94,3 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=166,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=36,9 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=94,3 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=166,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=36,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,000 kV AUf(L1)=90,0 ° Uf(L2)=8,673 kV AUf(L2)=257,9 ° Uf(L3)=9,072 kV AUf(L3)=102,6 ° Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=-85,7 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,000 kV AUf(L1)=90,0 ° Uf(L2)=8,673 kV AUf(L2)=257,9 ° Uf(L3)=9,072 kV AUf(L3)=102,6 ° Ik"(L1)=3,934 kA AIk"(L1)=-85,7 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
  • 14. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=2,481 kV AUf(L2)=-23,4 ° Uf(L3)=2,481 kV AUf(L3)=23,4 ° Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=2,481 kV AUf(L2)=-23,4 ° Uf(L3)=2,481 kV AUf(L3)=23,4 ° Ik"(L1)=3,586 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
  • 15. CÁLCULOS MANUALES FALLA BIFÁSICA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - V1 V2 Vthe 0,25j 0,35j I1 I2
  • 16. Corrientes de secuencia               10º 0,25 0,35 1,67 90º kk kk f Vthe I I Z Z I I j j I 1 1 1 0 20 1 1 120º 1120º 1,67 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 1,67 90º 0 0º 2,4155180º 2,4155 0º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                        Corrientes Fásicas
  • 17. Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 * * 0 f f KK f f KK f V Vthe I Z V I Z V             10º 1,67 90º * 0,25 90º 0,5833 0º 1,67 90º * 0,35 90º 0,5833 0º f f f f V V V V          
  • 18. Cálculos de los voltajes de fase 1 1 1 0 13,8 1 1 120º 1120º 0,5833 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,5833 0º 9,295 0º 4,647180º 4,647180º Va kv Vb Vc Va Vb KV Vc                                                      
  • 19. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 20. POR EL MÉTODO IEC60909-2001 Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-180,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=-86,7 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=93,3 ° Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-180,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=-86,7 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=93,3 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,458 kV AUf(L1)=3,3 ° Uf(L2)=7,583 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=7,667 kV AUf(L3)=264,6 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=183,3 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=3,3 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,458 kV AUf(L1)=3,3 ° Uf(L2)=7,583 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=7,667 kV AUf(L3)=264,6 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,411 kA AIk"(L2)=183,3 ° Ik"(L3)=2,411 kA AIk"(L3)=3,3 °
  • 21. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=0,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=180,0 ° Gen_Sincrono P=0,000 MW Q=0,000 Mvar Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=0,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=180,0 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,328 kV AUf(L1)=0,0 ° Uf(L2)=6,932 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=6,932 kV AUf(L3)=264,5 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=180,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=0,0 ° N1 13,8 kV u=100,00 % Uf(L1)=1,328 kV AUf(L1)=0,0 ° Uf(L2)=6,932 kV AUf(L2)=95,5 ° Uf(L3)=6,932 kV AUf(L3)=264,5 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=2,415 kA AIk"(L2)=180,0 ° Ik"(L3)=2,415 kA AIk"(L3)=0,0 °
  • 22. CÁLCULOS MANUALES FALLA BIFÁSICA A TIERRA REDES DE SECUENCIAS SEC + SEC - SEC 0 V1 V2 V0 Vthe 0,25j 0,35j 0,10j I1 I2 I0
  • 23. Corrientes de secuencia   0 0 0 0 0 0 3,051 90º 0,678 90º 2,373 90º kk kk kk kk kk kk kk kk kk Vthe I Z Z Z I I Z I Z Z I I Z I Z Z I                        
  • 24.                                                       1 1 1 2,373 90º 20 1 1 120º 1120º 3,0508 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 0,678 90º 0 4,0215 132,2º 4,0215 47,784º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic Corrientes Fásicas
  • 25. Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 0 0 * * f f KK f KK V V Vthe I Z V I Z             0 0 10º 3,0508 90º * 0,25 90º 0,2373 0º 2,3729 90º * 0,10 90º 0,237210º f f f f f f V V V V V V            
  • 26. Cálculos de los voltajes de fase 1 1 1 0,2373 0º 13,8 1 1 120º 1120º 0,2373 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,2373 0º 5,67 0º 0 0º 0 0º Va kv Vb Vc Va Vb KV Vc                                                      
  • 27. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 28. POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=167,0 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=-132,2 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=143,1 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=167,0 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=-132,2 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=143,1 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,507 kV AUf(L1)=188,3 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-77,2 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=137,8 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=53,1 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,507 kV AUf(L1)=188,3 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-77,2 ° Ik"(L2)=4,091 kA AIk"(L2)=137,8 ° Ik"(L3)=3,911 kA AIk"(L3)=53,1 °
  • 29. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=-47,8 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=227,8 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=-47,8 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=227,8 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,296 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=132,2 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=47,8 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=2,296 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=4,021 kA AIk"(L2)=132,2 ° Ik"(L3)=4,021 kA AIk"(L3)=47,8 °
  • 30. CÁLCULOS MANUALES Falla monofásica a tierra con Zn. REDES DE SECUENCIAS
  • 31. Corrientes de secuencia                     0 0 0 10º 0,25 0,35 (0,10 3 0,025 ) 1,2903 90º kk kk kk f Vthe I I I Z Z Z I I I j j j j I
  • 32. 1 1 1 1,2903 90º 20 1 1 120º 1120º 1,2903 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 1,2903 90º 3,238 90º 0 0 Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                           Corrientes Fásicas en KA
  • 33. Cálculos de los voltajes de falla en secuencia       0 0 * * * f f KK f f KK f f KK V Vthe I Z V I Z V I Z                             0 0 10º 1,2903 90º * 0,25 90º 0,6774 0º 1,2903 90º * 0,35 90º 0,452180 1,2903 90º * 0,10 90º 0,2258180 f f f f f f V V V V V V
  • 34. Cálculos de los voltajes de fase                                                        1 1 1 0,2258 180º 13,8 1 1 120º 1120º 0,6774 0º * 3 1 1120º 1 120º 0,452 180º 0 8,2445 109.11º 8,2445 109.11º Va kv Vb Vc Va Vb kv Vc
  • 35. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 36. POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=93,9 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=90,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=93,9 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=8,764 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,716 kV AUf(L2)=-30,8 ° Uf(L3)=1,716 kV AUf(L3)=38,6 ° Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=-86,1 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=8,764 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,716 kV AUf(L2)=-30,8 ° Uf(L3)=1,716 kV AUf(L3)=38,6 ° Ik"(L1)=3,232 kA AIk"(L1)=-86,1 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
  • 37. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=135,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=45,0 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=135,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=45,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,563 kV AUf(L2)=-34,7 ° Uf(L3)=1,563 kV AUf(L3)=34,7 ° Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=7,967 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=1,563 kV AUf(L2)=-34,7 ° Uf(L3)=1,563 kV AUf(L3)=34,7 ° Ik"(L1)=3,239 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=0,000 kA AIk"(L2)=-90,0 ° Ik"(L3)=0,000 kA AIk"(L3)=-90,0 °
  • 38. CÁLCULOS MANUALES Falla Bifásica con Zn. REDES DE SECUENCIAS
  • 39. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 40. POR EL MÉTODO IEC-60909.2001
  • 41. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10
  • 42. CÁLCULOS MANUALES Falla Bifásica a tierra con Zn. REDES DE SECUENCIAS
  • 43. Corrientes de secuencia                             0 0 0 0 0 0 2,727 90º 0,909 90º 1,818 90º kk kk kk kk kk kk kk kk kk Vthe I Z Z Z I I Z I Z Z I I Z I Z Z I
  • 44. 1 1 1 1,818 90º 20 1 1 120º 1120º 2,727 90º * 3 *13,8 1 1120º 1 120º 0,909 90º 0 0º 3,485139,11º 3,485 40,89º Ia MVA Ib KV Ic Ia Ib KA Ic                                                       Corrientes Fásicas
  • 45. Cálculos de los voltajes de falla en secuencia     0 0 0 * * f f KK f KK V V Vthe I Z V I Z                             0 0 10º 2,727 90º * 0,25 90º 0,3182 0º 0,909 90º * 0,35 90º 0,3182 0º 1 ,818 90º * 0,175 90º 0,3182 0º f f f f f f f V V V V V V V
  • 46. Cálculos de los voltajes de fase                                                                                        1 1 1 0,3182 0º 1 1 120º 1120º 0,3182 0º 1 1120º 1 120º 0,3182 0º 0,9545 0º 0 0 0,9545 0º 13,8 0 * 3 0 7,6053 0º 0 0 Va Vb Vc Va Vb pu Vc Va kv Vb Vc Va Vb Vc          KV
  • 47. CORRIDA CC EN NEPLAN SUPERPOSICIÓN CON FLUJO DE CARGA
  • 48. POR EL MÉTODO IEC-60909.2001 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-178,8 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=-126,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=135,2 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-178,8 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=-126,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=135,2 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,397 kV AUf(L1)=190,9 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=143,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=45,2 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,397 kV AUf(L1)=190,9 ° Uf(L2)=8,764 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=8,764 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,518 kA AIk"(L2)=143,5 ° Ik"(L3)=3,432 kA AIk"(L3)=45,2 °
  • 49. POR EL MÉTODO ANSI-C37.10 Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=-40,9 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=220,9 ° Gen_Sincrono Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=-90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=-40,9 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=220,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,362 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=139,1 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=40,9 ° N1 13,8 kV Uf(L1)=0,362 kV AUf(L1)=180,0 ° Uf(L2)=7,967 kV AUf(L2)=60,0 ° Uf(L3)=7,967 kV AUf(L3)=-60,0 ° Ik"(L1)=0,000 kA AIk"(L1)=90,0 ° Ik"(L2)=3,486 kA AIk"(L2)=139,1 ° Ik"(L3)=3,486 kA AIk"(L3)=40,9 °
  • 50. TABLA COMPARATIVA TIPO DE FALLA LÍNEAS ICC(KA) MANUAL SÚPER POSICIÓN IEC-60909 ANSI C37.10 Monofásica L1 3.586 -90 3.576 -85.7 3.934 -85.7 3.586 -90 L2 0 0 0 0 L3 0 0 0 0 Bifásica L1 0 0 0 0 L2 2.4155 180 2.411 183.3 2.411 183.3 2.415 180 L3 2.4155 0 2.411 3.3 2.411 3.3 2.415 0 Bifásica a tierra L1 0 0 0 0 L2 4.0215 132.2 4.091 137.8 4,091 137.8 4,02 132.2 L3 4.0215 47.784 3.911 53.1 3,911 53.1 4,02 47.8 Monofásica con Xn= 0.025 pu L1 3.239 -90° 3.232 -86.1 3.232 -86.1 3.239 -90 L2 0 0 0 0 L3 0 0 0 0 Bifásica a tierra con Xn= 0.025 pu L1 0 0 0 0 L2 3.485 139.11° 3.518 143.5 3.518 143.5 3.486 139.1 L3 3.485 40.89° 3.432 45.2 3.432 45.2 3.486 40.9
  • 51. El estudio de cortocircuito es una herramienta indispensable para la planificación y operación de una red eléctrica, ya que nos permite conocer las corrientes máximas y voltajes elevados (corrientes de fases falladas y voltaje fases sanas) que se utilizan para el ajuste de protecciones o el dimensionamiento de las puestas a tierra de los elementos, así como para la selección de interruptores. Para este estudio el orden de severidad de las fallas es el siguiente: bifásica a tierra, monofásica, trifásica, y bifásica. A partir del análisis de las condiciones presentes de las fallas monofásica y bifásica a tierra se ha visto que la reactancia de puesta a tierra del neutro del generador limita las corrientes y aumenta las tensiones de cortocircuito. Para no producir sobretensiones la Xo 5X1 cuando ≤ R0=0 y Xo 3X1 cuando R0 X1. ≤ ≤ El método más conservador es IEC60909, el segundo es el de superposición con flujo de carga y el más próximo a cálculos manuales es ANSIc37.10, ya que se simulo con Voper.=Vprefalla= 1 pu. CONCLUSIONES En el método IEC, ANSI y superposición sin flujo de carga se utiliza Vprefalla=1,1*Vn Para tener cierto coeficiente de seguridad en los resultados y además en casos de los sistemas de transmisión en los que las tensiones de operación pueden ser superiores a la nominal.