Transient Recovery Voltage

ATP Dr Draw aw NIVEL BASICO

INSTRUCTORES : Ing. Diego Alejandro Aguas Revelo [email protected] Ing. Jonathan Wladimir Tamayo Anagumbla jonathan.tamayo jonatha [email protected] @celec.gob.ec ob.ec

DESCONEXION DE REACTORES Y CAP CAPACITORES ACITORES EN ATPD TPDraw raw

DESCONEXION DE CAPACITORES Y REACTORES

• VOLTAJE TRANSITORIO DE RECUPERACION (TRV) [1]. La descone desconexió xión n de carga cargass capaci capacitiv tivas as e inducti inductivas vas produc producen en sobret sobretensi ensione oness transit transitori orias as en los contactos de un interruptor i nterruptor,, a este fenómeno se lo conoce como el TRV. El TRV es la diferencia de voltaje entre el lado de la fuente y el de la carga, que aparece en los terminales del del inte interr rrup upto torr desp despué uéss de la inte interr rrup upci ción ón de corriente. El TRV depende de las condiciones y parámetros del circuito siendo un factor determinante que limita la capacidad de interrupción del disyuntor .


• VOLTAJE TRANSITORIO DE RECUPERACION (TRV) [1]. La tasa de crecimiento y la amplitud del TRV son de suma importancia para un interruptor, debido a que este debe ser capaz de soportar el TRV y el voltaje de recuperación a frecuencia en operación normal (60 Hz).

Fig 1. TRV en circuito (a) Circuito Resistivo Resistivo (b) Circuito Inductivo (c) Circuito Capacitivo [1].


• DESCONEXION DE CARGA CAPACITIV CAPACITIVA A [1]. En la desconexión de una carga capacitiva, la corriente adelanta en 90 al voltaje. En el momento que se inicia la separación de los conta contacto ctoss del interru interrupto ptorr, se produc producee un arco arco eléctric eléctrico o el cual cual mantiene su flujo hasta el cruce por cerro, donde la corriente se interrumpe . El capacitor C2 queda cargado después del cruce de la corriente por cero. Conforme el voltaje de la fuente cambia de polaridad, el voltaje de recuperación transitorio en el disyuntor aumenta hasta alcanzar 2 p.u. Bajo esta condición, si la rigidez dieléctrica del medio no es suficiente, se producirá el reencendido del arco. Si hay mas reigniciones reigniciones del arco después del cruce por cero de la corriente, el voltaje seguirá elevándose cada vez mas. En la practica la falla de aislamiento interrumpiria el proceso.


• DESCONEXIO DESCONEXION N DE CARGA INDUCTIV INDUCTIVA A [1]. En la interrupción interrupción de las corrientes corrientes inductivas, inductivas, previo a la apertura apertura del disyuntor disyuntor,, la corriente corriente retrasa en 90° al voltaje. Cuando el interruptor opera y abre sus contactos, la corriente continua fluyendo fluyendo a través del arco arco eléctrico eléctrico hasta su cruce por cero donde el arco se extingue, extingue, en ese instante el voltaje llegua a su valor máximo. En el caso que el arco se extinga y no exista reig reigni nici ción ón,, el volt voltaj ajee en el lado lado de la carg cargaa oscilará a frecuencia mayor que la fundamental debido al efecto de las capacitancias parasitas y la induct inductan anci ciaa de la carg carga. a. La frec frecue uenci nciaa de osci oscila laci ción ón del del TRV TRV esta esta dete determ rmin inad adaa por por la ecuación:  =

1 2 

S E R O T C A E R Y S E R O T I C A P A C E D N O I X E N O C S E D

Si existe reignición del arco debido al voltaje de recuperación, la corriente volverá a circular por el interruptor. interruptor. Una vez que la corriente vuelva a cruzar por por cero y se extin tinga el arco, el voltaje de recuper recuperaci ación ón alcanz alcanzar aráá su valor valor máxim máximo o que en estas condiciones puede alcanzar valores mayores que el volt voltaj ajee de la fuen fuente te.. Este Este proc proces eso o puede puede repetirse varias veces en función del numero de reencendidos [2].

El origen origen de sobrev sobrevolt oltaje ajess y reignic reignicion iones es de alta alta frec frecue uenc ncia ia en la int interru errupc pció ión n de corri orrien enttes inductivas se debe al corte de corriente antes de su paso natural por cero. En algunos casos , incluso el cort cortee de corri corrien ente te por por el cruze cruze por por cero cero puede puede producer producer un voltaje voltaje transitorio transitorioss de recuperació recuperación n en el orden de dos veces el voltaje nominal pico.


En las especif especifica icacio ciones nes técnic técnicas as de un interru interrupto ptorr se tiene tiene valore valoress nomina nominales les de volta voltaje, je, frecuencia, corriente, nivel de aislamiento, capacidad de interrupción, corriente soportable de corta duración, voltaje transitorio de recuperación (TRV) [3]. La tasa de crecimiento del TRV en interruptores debe ser menor a la tasa de extinción del interruptor, interruptor, porque si sobrepasa este valor, valor, el interruptor puede p uede sufrir daños termicos . Cuando se analiza el TRV, TRV, nos interesa la magnitud (valor pico) y la tasa de crecimiento (RRRV) (RRRV) de la tension de recuperación transitoria, no interesa la forma de onda de la tensión, lo importante es que se encuentre dentro de las curvas normalizadas de la norma IEC 62271-100. Para Para la repr repres esent entac ació ión n de los los volt voltaj ajes es tran transi sito tori rios os de recup recuper erac ació ión n en los term termina inals ls del interruptor interruptor la Norma IEC 62271-100 62271-100 (High-volta (High-voltage ge switchgea switchgearr and controlgea controlgearr – Part 100 [19]: high voltage alternating – alternating – current current circuit breakers). breakers).


ESPECIFICACIONES DE DE UN INTERRUPTOR INTERRUPTOR [2]. • ESPECIFICACIONES

DESCONEXION DE UN REACTOR

•

Determinar la mejor opción de aterrizamiento aterrizamiento de neutro para la desconexión de los reactores considerando el TRV generado. 20 pF 20 pF

Impedancia a tierra

20 pF

R = 1000000 ohm R = 0,0000001 ohm C = 0,00006 uF

I

UI

I

R = 6639,52 ohm

valor calculado para limitar I=20 A

R = 265,58 ohm

valor calculado para limitar I=500A

L = 704mH VLL=230kV

V

V1

V

V2

REACTOR = 25MVAr

I

Rg= VLL/ (Imax*raiz(3))

DESCONEXION DE UN REACTOR VOLTAJE TRANSITORIO DE RECUPERACIÓN

Impedancia a tierra R = 265,58 ohm

• REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: [1] D. Landazuri Moreno y M. Rumipamba Yungan, “ESTUDIO Y PROPUESTA DE UN TIPO DE ATP”, INTER INTERRUP RUPTO TOR R A SER SER IMPLE IMPLEME MENT NTAD ADO O EN LA LINEA LINEA DE 500 kV MEDIA MEDIANT NTE E MODE MODELAC LACION ION EN ATP”, EPN EPN , 2016 2016.. [2] H. Bahirat, M. Ali, P. KK, “ Effec Effects ts of Trasi Trasient ent Recove Recovery ry Voltage oltages s on Circui Circuitt Breake Breaker r Ratings”, 2008.

Un agradecimiento al Ing. Luis Dutan y a los compañeros de CELEC EP – Transelectric Transelectric que compartieron sus conocimientos durante el curso de transitorio electromagnéticos.

Transient Recovery Voltage

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