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Fallas Simultáneas: Serie - Paralelo Raúl Ulloa de Souza, Escuela Politécnica Nacional (EPN), Quito-Ecuador
– En el presente proyecto se utiliza el software computacional Matlab, con la finalidad de crear una rutina que permita obtener las corrientes y voltajes de cortocircuito para casos de fallas simultáneas Serie-Paralelo; por lo que se utiliza el modelo Híbrido o H; para esto se determina los parámetros Z y G, luego de esto se los transforma. Resumen
Índices – Análisis de Fallas, Cortocircuitos, Simultáneas, Fallas Serie - Paralelo, Modelo Híbrido.
Para este tipo de fallas, que implica el uso de diagramas generalizados serie y paralelo, aplica la interconexión híbrida de la red de dos puertos respectiva Se realiza el análisis de las redes de secuencia de cada uno de los dos puertos de entrada del modelo; para lo cual se tiene que en cuanto a la red de secuencia positiva se determina que:
Fallas
I. INTRODUCCIÓN
Los voltajes y las corrientes correspondientes antes de los transformadores de fase son:
En el sistema IEEE Node Test Feeder, se presenta una falla monofásica a tierra en la fase b en el lado de baja del transformador (nodo 634). Esta condición produce la operación de un fusible en el lado de alta del transformador (nodo 633), abriéndose la fase c. Ante esta condición se pide determinar las corrientes y voltajes de falla en los nodos 634, 633 y 632. Para lo cual se debe considerar una fuente equivalente de 400 MVA de potencia de cortocircuito conectada en el nodo 650, con Z0=Z1=Z2 y componente inductivo únicamente. Al presentarse falla simultánea que involucra una falla monofásica a tierra y una fase abierta, se considera el modelo de interconexión de redes de dos puertos con el diagrama generalizado para fallas Serie-Paralelo.
II. MARCO TEÓRICO REFERENCIAL Conexión serie-paralelo (fallas de tipo H): Esta conexión puede utilizarse para todas las fallas paralelas en serie, invirtiendo también las definiciones para el puerto izquierdo y el derecho, para todas las fallas serie paralelo. La configuración de fallas de tipo H en paralelo en serie incluye: •
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Un falla de una sola línea a tierra en F y un falla de dos líneas a tierra en F'. Una falla de una línea a tierra en F y una línea abierta en F'. Dos líneas se abren en F y una falla de dos líneas a tierra al F'. Dos líneas abiertas en F y una línea abierta en F.
Aplicando esta transformación a toda la ecuación de secuencia positiva:
Para la red de secuencia negativa se tiene:
Aplicando la transformación a toda la ecuación de secuencia negativa:
+
Para la red de secuencia cero no se producen cambios:
2 Para la interconexión de la red de dos puertos se tiene que:
Segment_632_p.m, Segment_645_646.m, Segment_650_632.m, Segment_671_680.m, Segment_671_684.m, Segment_684_611.m, Segment_684_652.m, Segment_692_675.m, Segment_p_671.m; donde se calculan las matrices de impedancia, admitancia y las matrices a, b, c y d de cada una de las líneas.
IV. DESARROLLO DEL PROBLEMA
III. DESCRIPCIÓN DEL SCRIPT PROGRAMADO Un programa de computador se dice que aprende de una experiencia E con respecto a algún tipo de clase de tareas T, con cierta medida de desempeño D, si su respuesta a las tareas en T mejora dada la experiencia E, de acuerdo con la medición establecida por D. Para el desarrollo del presente inciso se utiliza el software Matlab, mediante el script programado Analisis_de_Fallas_Raul_Ulloa_Final.m, dentro del cual se utilizan las siguientes funciones: •
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Analisis_de_Fallas_Raul_Ulloa.m perteneciente al Proyecto # 1 de la presente asignatura, del cual se obtienen las impedancias de secuencia de los nodos de interés. Final_Project_RaulUlloa.m en el cual se modela y se corre el flujo de carga del sistema IEEE Node Test Feeder de 13 nodos. OHL_601_parameters.m, OHL_602_parameters.m, OHL_603_parameters.m, OHL_604_parameters.m, OHL_605_parameters.m; donde se modelan los parámetros de los diferentes tipos de líneas aéreas planteadas en dicho sistema. UGL_606_parameters.m y UGL_607_parameters.m; donde se modelan los parámetros de los diferentes tipos de líneas subterráneas planteadas en dicho sistema. Line_601_Data.m, Line_602_Data.m, Line_603_Data.m, Line_604_Data.m, Line_605_Data.m, Line_606_Data.m, Line_607_Data.m; donde se calculan las matrices de impedancia en ohmios por milla. Segment_632_633.m, Segment_632_645.m,
Sin considerar V_h1,I_h2
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Sin considerar I_K'1, V_K'1 se tiene V_h1, I_h'1
Las conexiones de secuencia positiva y negativa son similares.
a)
634: fase b a tierra
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633-F: fase c abierta
b)
Nodo 634.
V. PRESENTACIÓN DE LA PROGRAMACIÓN Se presenta las capturas de pantalla del script principal, en el cual se realizó la programación para obtener los resultados de voltajes y corrientes de cortocircuito para las fallas simultáneas descritas en el planteamiento del problema.
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VI. RESULTADOS Se presenta las capturas de pantalla de los resultados obtenidos en Matlab, los mismos que fueron utilizados para el desarrollo del problema en el inciso 3.
VII. CONCLUSIONES El método de interconexión de redes de dos puertos en combinación con el método de secuencias permite una resolución útil y relativamente fácil para realizar el análisis de cortocircuito para fallas simultáneas, determinando así las corrientes y voltajes tanto en los nodos de entrada como de salida. La utilización de los modelos Z, Y, H, G, A y Ϭ permiten crear de manera correcta el equivalente dentro de cada bloque de secuencia.
6 En el presente proyecto se pudo determinar que en el nodo en que existe la falla monofásica a tierra, la corriente en las fases donde no ocurre la falla va a tener un valor igual a cero, mientras que en el nodo donde ocurre la apertura de la fase la corriente es igual a cero.
VIII. REFERENCIAS [1] Analysis of Faulted Power Systems. P. Anderson. [2] Transitorios Eléctricos y Coordinación de Aislamiento. FURNAS. [3] Análisis de Sistemas de Potencia. J. Grainger, W. Stevenson.
IX. BIOGRAFÍA Raúl Ulloa de Souza, nació en EsmeraldasEcuador el 20 de noviembre de 1988. Se graduó en la Escuela Politécnica Nacional como Ingeniero Eléctrico en el año 2014. Director Comercial de la Empresa Eléctrica Provincial de Cotopaxi ELEPCO S.A.; se ha desempeñado como profesor principal T/C de la Carrera de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingenierías y Tecnologías de la Universidad Técnica de Esmeraldas “Luis Vargas Torres” en el periodo comprendido entre enero 2015 y octubre, donde realizó funciones en las Comisiones de Acreditación, Planificación Estratégica, Análisis y Revisión de Tesis, y Restructuración de la Malla Curricular de la Carrera de Ingeniería Eléctrica. En la actualidad cursa estudios de posgrado en Maestría de Ingeniería Eléctrica de Distribución en la Escuela Politécnica Nacional. Áreas de interés: distribución de energía eléctrica, comercialización de la energía eléctrica, investigación, protecciones eléctricas, docencia. (
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