Pedro y amigos de la lista: En el libro de protecciones de R.
Massonel el cual se encuentra en los ficherso de esta lista se
menciona un poco el tema que estamos comentando. En el captulo 13,
especificamente la pgina 278 hay un aparte denominado "Detection of
ground faults in unground systems" el cual colabora con esta
discusin. En relacin a como detectar fallas a tierra en sistema
aislados es correcto lo que informa Pedro sobre el Zig-zag, en
cuanto a la cracin del camino conductivo,solo que cuando la funcin
del equipo es crear caminos ficticios de tierra, en mi opinin no es
muy acertado decir "autotransformador zig-zag", porque en realidad
el comportamiento del equipo no es de transformacin. No podemos
hablar en ese caso de una relacin de transformacin porque
simpelmente no existe. Un equipo en zig-zag dispone de dos bobinas
construidas de identicas caracteristicas instaladas en cada brazo
del yugo. La conexin se efectua en forma cruzada , por ejm: La
bobina 1 de la fase A se conectara con la C2 ( fase C), la A2 con
la B1 y la C1 con la B2. Cual es el efecto de este enredo?.. Cuando
la corriente de secuencia cero ( Corriente de falla) se hace
presente en el punto de conexin a tierra debido a la conexin
cruzada de las bobinas en los yugos se producen Amperios - Vuelta
con diferente sentido forzando a que la corriente de falla se
divida en tres corrientes de igual magnitud y fase las cuales van a
circular por las fases A, B y C del sistema cerrando el camino
conductivo que permitiran a las protecciones de sobrecorriente
actuar. La magnitud de las corrienets de falla se pueden limitar
introduciendo resistencias o impedancias entre el sistena de tierra
y el punto neutro del equipo. El dimensionamiento de estos equipos
es sencillo y su metodologa se encuentra descrita en la IEEE-142 (
Greenbook). Cuando es requerido crear un camino conductivo en un
sistema aislado son preferidos los equipos en zigzag principalmente
por razones de costos. Para la misma aplicacin un equipo zigzag es
de un tamao hasta 10 veces menor que un transformador de conexin
delta estrella Saludos, J. Molina
Una preguntilla... de todo lo que comentas.. mas o menos me
entero...
pero podias explicar un poco que es eso de los neutros
artificiales que se usan en USA.
gracias
jose
los neutros naturales se forman en los centros estrella de
transformadores y generadores y ese punto singular se puede
conectar a tierra de diferentes modos.asi directo o por intermedio
de impedancias de diferentes naturalezas.
cuando no se dispone de un neutro natural ,como en la conexion
delta en MT de un trafo AT/MT se puede poner a tierra el sistema
creando un neutro artificial por medio de tres impedancias en
estrella,y en la practica la solucion mas usada para esto es el uso
de un autotransformador zig-zag ,cuyo neutro se conecta a tierra
directamente o por medio de una resistencia.
en europa se prefiere el neutro natural y en USA se utiliza
mucho mas la solucion zig zag,sobretodo en el area industrial
saludos
pedro
amigos de la lista :
el tema del "regimen del neutro en los sistemas de potencia" es
muy importante y creo bastante descuidado,ademas es un tema que ha
evolucionado en los aos y existen tendencias y usos diferentes de
pais a pais y diferentes en b.t. --M.T--
A.T. --GENERACION --sin olvidar los neutros artificiales muy
usados en USA.
Un libro util es el transmission y distribution de la
westinhouse, viejito ,pero los conceptos no envejecen,solo
maduran.
SOBRE EL TEMA DE NEUTRO AISLADO,NO ES VERDAD QUE NO HAY POR
DONDE CIERRE LA CORRIENTE DE FALLA.CIERRA POR LAS CAPACIDADES DE
LAS FASES SANAS Y EVIDENTEMENTE SUS VALORES SON PEQUEOS COMPARADOS
CON LAS FALLAS CON NEUTRO FRANCO A TIERRA.
Para el caso de media tension ,la norma italiana da una formula
aprox. en funcion de la tension nominal y la longitud de las lineas
aereas y aisladas:
I= V( 0,O3 LI ) MAS V(0.2 L2) .......ASI PARA V=10KV .LI=1O
KM...L2=3km .la corriente aprox de falla es 9 amps
solo detectable con COSTOSOS reles watimetricos de secuencia
cero.
en alta tension si X0 / X1 es -2 ......(neutro aislado , X0
NEGATIVO POR CAPACITIVO ) LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO
TIENDE A INFINITO
EN BAJA TENSION ,CON CIRCUITOS PEQUEOS ,LOS VALORES DE
CORTOCIRCUITO SON mA. DIFICILES DE DETECTAR
PERO USADOS EN QUIROFANOS POR SEGURIDAD DURANTE CIRUGIA CON USO
DE EQUIPOS ELECTRICOS.
EL PROBLEMA DEL NEUTRO AISLADO RESIDE EN LAS SOBRETENSIONES
TEMPORARIAS ELEVADAS Y EN LA FALSA SEGURIDAD
PUES EN PRESENCIA DE UNA SEGUNDA FALLA A TIERRA, SE VERIFICA UNA
FALLA FASE-FASE.
EL TEMA ES INTERESANTE Y MUCHO MAS LARGO.
FINALMENTE :EN LOS CALCULOS LA CORRIENTE DE FALLA SALE CERO SI
NO SE INCLUYEN LAS CAPACIDADES EN EL CALCULO DE LAS SECUENCIAS
CERO
SALUDOS
PEDRO DESDE BOLIVIA
Colegas listeros, buenos das.
Hay conceptos que considero no podemos perder: Para poder hacer
un correcto anlisis debemos ubicarnos en que regimen de neutro
estamos tratando?, para ello recomiendo leer (adicionales a los
documentos en espaol presentados el da de ayer) a mi criterio dos
buenos artculos que aparecen en la web;
1.- GUIDELINES FOR GROUNDING INFORMATION TECHNOLOGY EQUPMENT
www.itic.org/technical/ite_grnd.pdf
2.- POWER SUPPLY
www.schneider.co.uk/TechDocs/EMCGuide-05.pdf
El primer documento da una clara explicacin de la norma NEC 250,
con las diferentes opciones para regmenes de neutro, donde se
incluye el sistema IT. es decir se puede considerar como tierra
aislada y/o tierra con impedancia. De otra forma se podra confundir
que un sistema en delta no aterrizada y/o un sistema con tierra
aislada es mejor que uno aterizado, las corrientes de falla no
existiran cuando la falla se produce a tierra.
El segundo documento es complementario al primero, por que en la
pag. 21 nos presenta una tabla comparativa entre los regmenes de
neutro con respecto a seguridad a las personas, instalaciones,
suministro permanente de energa y EMC.
Perder los conceptos de aplicacin puede resultar en que la
aplicacin del producto a una condicin determinada pueda no
comportarse como fue diseado; en otras palabras el diseo de una
proteccin puede o no funcionar para ese punto, pero lo mas grave es
que a pesar de que funcione para ese punto la coordinacin con
respecto a las otras proteciones aguas ariiba abajo no funcionen,
cuando se define que un sistema va a tener Proteccion de Falla a
Tierra (PFT) no solo se disea para un punto, la proteccion debe ser
de todo el sistema, el error puede llevar a graves repercuciones en
las instalaciones, de ello pueden dar ejemplo los artculos que
aparecen en las revista EC&M
los interezados en el tema pueden revizar dos articulos que
aparecen en esta revista y que salen en diferentes nmeros incluso
con fotografas
(National Electrical Code)
a.- Code Basics
b.- Code Violations ilustrated
con estas referencias en el SEARCH se pueden ver todos los
artculos referidos a problemas de fallas y violaciones al
codigo.
Lamento mucho haberles deviado de la pregunta original de Abel,
sin embargo considero que la omicin de este concepto perjudicara
una acertada solucin.
Saludos
Norman Toledo [email protected]
Compaeros listeros, se me olvidaba, uno de los mejores libros
para revizar problemas de falla a tierra, conceptos y definiciones
es el Greenbook de la IEEE, un pequeo extracto para los estudiosos
del tema se lo puede encontrar en la publicacin de la IEEE;
IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and
Commercial Power Systems
en este documento pag 10 se puede apreciar el flujo de
corrientes de falla en un sistema donde existe un transformador en
delta, si bien no se parece a del planteamiento de Abel, se acerca
mucho.
Lamento mucho molestarlos nuevamente.
Estimado Abel
Adicionalmente a lo indicado por el amigo Norman Toledo, le
puedo recomendar el repaso de algunos libros clsicos que existen
sobre el tema, lo cual le va a ayudar a utilizar e interpretar el
software que usted menciona. Antes de correr el programa, es bueno
hacer lo que llamamos "una corrida en fro" o "clculo a mano", de
algn ejemplo sencillo, para as calentar motores y compararlo con la
corrida del software. Entre los textos me refiero a:
Electric Energy Systems Theory; Olie I. Elgerd - McGraw-Hill
Analysis of Faulted Power Systems; Paul M. Anderson - The Iowa
State University
Anlisis de Sistemas Elctricos de Potencia; William D. Stevenson
- McGraw-Hill (ESTE ESTA EN ESPAOL)
Atendiendo ms directamente a su duda, cuando en un sistema
elctrico se presenta una falla que involucra el contacto accidental
de una fase con algn objeto o estructura, solo circular corriente
si se cierra el circuito a travs de la tierra entre el punto de
falla y la fuente. Dicho camino puede ser de alta o baja
impedancia, lo cual resultar en una baja o alta corriente de "falla
a tierra". Si el objeto o estructura conectado accidentalmente a
una fase est completamente aislado de tierra, entonces el circuito
no se cerrar y la corriente de "falla a tierra" ser cero. As mismo,
si en el punto de falla existe un camino a tierra, pero la fuente
no est conectada a tierra (como el caso de las conexiones en delta
o en estrella con neutro aislado de tierra), entonces igualmente la
corriente de "falla a tierra" ser cero.
Por lo anterior, es lgico que el software indique corriente de
"falla a tierra" cero cuando el circuito est en delta o cuando el
punto de falla se encuentra "totalmente" aislado de tierra. Si no
se cierra el circuito de falla a travs de la tierra, la corriente
no toma otro camino, ni por el neutro ni por la red. Simplemente el
objeto o estructura conectado accidentalmente a una fase, adquiere
el mismo potencial de dicha fase.
Por ejemplo, si tenemos una fuente en estrella con neutro
conectado a tierra y en alguna parte de la red una fase hace
contacto accidental con una estructura aislada de tierra, entonces
la estructura adquiere el potencial de la fase (no circula
corriente de "falla a tierra"). Si posteriormente una persona toca
la estructura, entonces dicha persona se convierte en el camino a
tierra que cierra el circuito. Esto ltimo es una de las
motivaciones por las cuales deben conectarse los chasis de equipos
a tierra, con el propsito de permitir la circulacin de la corriente
de "falla a tierra" y facilitar su deteccin y actuacin de las
protecciones destinadas para tal fin, protegiendo a las personas
contra descargas elctricas.
Espero que esto contribuya a aclarar su duda,
Saludos,
Juan Jos Porta
Consevir, interpretar y coordinar sistemas con Proteccin de
falla a tierra (Ground Faul Protection GFP) no es nada simple, pero
tampoco es algo del otro mundo, explicar via email a cuanquier
profecional le va ha ser un poquitin complicado a menos que tenga
una muy buena dosis de pedagogo, por lo tanto le sugiero visitar
las siguientes direcciones donde se puede descargar informacin al
respecto, particularmente en los documentos tcnicos de Schneider se
puede encontrar gran parte de las respuestas a algunos problemas.
Es importante destacar que a la fecha los fabricantes, los colegios
de profesionales as como las instituciones IEEE por ejemplo no se
ponen de acuerdo con una metodologia al respecto, en todo caso lo
que si esta claro es que;
(todo fasorial)
en un sistema balanceado
Ia+Ib+Ic=0 ; In=0
en un sistema desbalaceado
Ia+Ib+Ic=In ; In diferente de 0
un sistema en falla a tierra es un sistema desbalanceado en
codicin crtica, y los equipos que protegen la falla a tierra tienen
un cuarto transformador donde la ecuacin se convierte en
Ia+Ib+Ic+In=0
El sentido de las bobinas es tal que las corrientes de carga y
de neutro se anulan. La aparicin de una CORRIENTE DE FUGA rompe el
equilibrio y engendra una corrienet en el secundario. Esta
corriente es la CORRIENTE RESIDUAL, esa corriente es comparada
contra la ajustada de disparo y hace accionar el sistema. Por lo
tanto la ecuacin fasorial se convierte a efectos de la proteccin
en
Ia+Ib+Ic+In=Ir para un circuito donde se encuentra el cuarto
transformador.
Web donde encontrar informacin de GFP:
Ground Foult Protection
Neutral Currents in Three Phase Wye Systems
Neutral Groundind Resistors and Artificial Neitrals Ground Faul
Protection on ungrounded and High Resistance Grounded Systems
Ground Fault Protection on solidly grounded low voltage electrical
systemsGround Fault protection on construction sites
Saludos
Norman Toledo [email protected]
Hola Abel, en relacion a tu mensaje, creo haber entendido que tu
duda es, si en un sistema en el cual el neutro no est puesto a
tierra y hay una falta de una de las fases a tierra, hacia donde va
la corriente? Pues bien en este caso, planteemos un ejemplo:
supongamos una linea de transporte que comienza en una subestacion,
en un transformador con secundario en triangulo (neutro aislado) y
termina en otra subestacion. Supongamos que en dicha linea se
produce una falta a tierra, por ejemplo por la rotura de un cable.
Pues bien, en el caso ideal la corriente de falta que debera
circular sera CERO, si bien todas las lineas por ser de material
conductor y estar separadas de tierra mediante un dielectrico, el
aire, actuan como un condensador o capacitor, es decir presentan
una impedancia capacitiva respecto a tierra, distinta de infinito.
Este es el motivo por el cual circula una pequea corriente por
tierra hasta cerrarse con el origen. Pero esta corriente suele ser
muy pequea. En el caso en que el neutro del transformador estuviera
puesto a tierra, bien directamente (impedancia muy muy pequea),
bien mediante una resistencia, si se produjera una falta a tierra,
retornaria por tierra una corriente mucho mayor que en el caso
anterior, tanto mayor como menor sea la resistencia de puesta a
tierra, y viceversa, hasta llegar a una resistencia infinita
(neutro aislado)donde la corriente sera practicamente cero, como he
dicho anteriormente. Espero que te haya aclarado algo, Saludos.
Abel, las corrientes de falla a tierra se denominan de secuencia
cero en el analisis de sobrecorrientes por fallas en sistemas de
potencia. En ese analisis la configuracin de la conexin de los
equipos determina o no la existencia de camino conductivo de la
corriente a tierra.. ( Hay que dibujar los diagramas de secuencia (
positiva, negativa y cero), interconectarlos segn la naturaleza de
la falla y determinar el camino.. En sistemas aislados de tierra
solo circulan corrientes de falla de secuencia positiva y
negativa). Ahora bien en el caso de sistemas no conectados a tierra
, por ejm un sistema en Delta una falla a tierra causa desbalances
severos en los voltajes de las fallas sanas motivado a que si la
falla es de tipo franca ( sin alta impedancia) , puede considerarse
que el voltaje de la fase en falla es practicamente cero y al
analizar el tringulo de voltajes se podr apreciar que entre las
fase sanas y la fallada existir la tensin de lnea .. (Ocurre
desplazamiento del neutro hacia uno de los extermos del
tringulo)..Es decir la lectura de voltajes de fase est afectado por
un factor de 1,73x Vlinea ( voltaje de lnea) lo cual representa
efectivamente una sobretensin en las fases sanas.. Como se
"dispersa" la corriente de falla??: Circula corrientes de secuencia
positiva y negativa en el sistema . Las corrienets de secuencia
cero circulan a travs de las capacitancias parsitas a tierra del
aislamiento del sistema..(Esto tambien sucede cuando existen cargas
monofsicas conectadas en un sistema aislado de tierra.) pero su
valor es extremadamente pequeo al compararlo con la magnitudes de
las de secuencia + y - y por lo tanto no influyen en los clculos de
proteccioens contra sobrecorrientes.. Su efecto es que debido al
desbalance de voltajes se producen altos esfuerzos dielectricos en
el aislamiento con el agravante de que si existe una falla
monofsica a tierra las protecciones de sobrecorriente no actuaran y
la falla permanecer en estado latente hasta que algn aislamiento se
perfore y se forme una falla, por ejm bifsica a tierra.. A partir
de ese momento actuaran las proteccioens por sobrecorriente .. pero
la falla estuvo presente en el sistema por cierto tiempo.. Eso
tiene ventajas y deventajas.. La principal ventaja es la
continuidad del servicio elctrico la desventaja.. El sistema es
altamente inseguro a las personas si no est adecuadamente diseado
con protecciones diferentes a las de sobrecorriente o con arreglos
especiales que permitan detectar fallas a tierra Como detectar
fallas a tierra? .. Hay varias formas. Un mtodo muy usado es
aplicar transformadores llamdos "Grounding Transformer" los cuales
tiene sus variantes y pueden usarse transformadores de tipo zig-zag
o delta- estrella. Te recomiendo que ubiques informacin en
cualquier libro de sistemas potencia que presente los estudios de
fallas a travs de componentes simtricas.. Por ejm. el libro de
Stevenson " Analisis de sistemas de potencia". La IEEE tiene el
docuemnto 399 en el cual se analizan fallas en un sistema de
potencia e igualmente lo complementa con los docuementos IEEE-142 e
IEEE-30
Saludos, J.Molina "Abel Lucero" dijo: > > HOLA AMIGOS DE
LA LISTA, TENGO UNA DUDA, CUANDO EN UN SISTEMA ELECTRICO > SE
PRESENTAN FALLAS DEL TIPO LINEA A TIERRA, ES NECESARIO QUE PARA QUE
ESTA EXISTA ESTA MISMA, EL PUNTO DONDE SE PRESENTA LA FALLA DEBE DE
ESTAR ATERIZADO A TIERRA, VOY BIEN?, AHORA, SI DICHO LUGAR DONDE SE
PRESENTA DICHA FALLA, NO ESTUVIESE ATERRIZADO A TIERRA, A DONDE
FLUIRIA ESTA?, ME IMAGINO YO, QUE DEBE FLUIR POR EL NEUTRO, Y
DISPERSARSE POR TODA LA RED, HE ESTADO REALIZANDO UNAS CORRIDAS,
CON UN SOFTWARE, Y CUANDO EN DICHO SISTEMA, EN AQUELLAS PARTES
DONDE NO HAY PUESTAS A TIERRA( ES DECIR EXISTE CONFIGURACIONES
DELTA) LA CORRIENTE DE FALLA MARCA COMO CERO EL SIMULADOR, ENTONCES
QUE QUIERE DECIR ESTO?, QUE LA CORRIENTE DE FALLA SE DISPERSA POR
LA RED? ESTO ES ASI?, ME GUSTARIA QUE ALGUIEN PUDIESE ACLARARME
ESTA DUDA.... > > SU AMIGO > ABEL LUCERO
