Estudio de la apertura de conductores en el sistema trifásico

Abstract

En los sistemas trifásicos de potencia, la apertura de una o dos fases es una situación que puede presentarse con cierta frecuencia. Dicha situación podrá originarse con el cierre o apertura no simultánea de los interruptores monopolares, o en el caso de sistemas pequeños con la acción de uno o dos fusibles. También este tipo de falla se presenta en las líneas de transmisión, donde a causa de una descarga atmosférica o un derrumbe, u otras causas se rompen los llamados "cuellos muertos", (en una torre de anclaje). Aunque puede existir también la condición de fase abierta y conductor a tierra simultáneamente no será materia de estudio específico del presente trabajo, pero se harán: citas de tipo general; pues este sería un tema para un estudio de fallas simultáneas. De lo dicho deducimos que la condición de fases abiertas podrá tener un carácter transitorio y otro permanente, esto quiere decir que la duración de la falla podrá ser de pocos milisegundos (acción de interruptores monopolares), o tener carácter permanente (rotura de líneas). Esta es la razón por la cual dividimos este estudio en dos partes; la primera es el estudio de la apertura de conductores en estado permanente o estacionario, tema de los capítulos I-II y la segunda parte, el estudio en estado transitorio, que veremos en los capítulos II y III. Para hacer accesible la comprensión del tema, el capítulo I nos presenta las Teorías de las Componentes Simétricas y de las Componentes de Clarke para que nos sirva de base para un estudio específico de la condición de fases abiertas, que se presenta en el capítulo II. El motivo por el que se aplica las Teorías de Componentes Simétricas y de Clarke, es hacer un análisis comparativo y verificar cual es la más conveniente para nuestro caso. Es importante recalcar la influencia que tiene la presencia de fallas sobre la estabilidad del sistema, motivo por el cual daremos criterios al respecto aplica dos a un ejemplo que se propondrá. En este ejemplo se apreciará también las variaciones de magnitudes y fases de las corrientes de líneas previos a la apertura de una o dos fases y posteriores a ella. En lo que respecta al estado transitorio, nuestro análisis lo realizaremos partiendo de modelos circuitales de un sistema de potencia y obtendremos valores de tensiones que se presentarían con u- no o dos conductores abiertos por acción no simultánea de los interruptores monopolares, en función de ciertos parámetros del respectivo sistema. Analizaremos la posibilidad de la presencia de sobretensiones transitorias bajo ciertos valores de los parámetros del sistema y se presentarán los criterios que se deberían tener en cuenta para limitar estas sobretensiones. El capítulo IV tratará sobre las consideraciones básicas que se deberán tomar para proteger un sistema de potencia contra los efectos que se presentan con la apertura de conductores y evitar posibles averías que podrían provocar, y que determinarían la inutilización parcial o total de los diversos equipos (generadores, transformadores, líneas, etc.) Se tratará en lo posible a lo largo del desarrollo del presente trabajo monográfico, de presentar los diversos capítulos bajo una secuencia lógica y que permitan al lector una rápida captación. Con la seguridad de que esta modesta obra contribuirá en el desarrollo de los estudios referentes a los sistemas de potencia de nuestro país, no me queda sino expresar mi agradecimiento a todas las personas que de una manera u otra me han alentado y han colabora do en la realización de la misma, y en especial a mi profesor asesor Ing. David Grández.