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componentes simetricas circuitos 2TRANSCRIPT
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uComponentes SimétricasParte I
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Prof. Francisco M. [email protected]
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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1. Introducción
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• Los sistemas de potencia, por razones económicas ytécnicas son trifásicos simétricos, y en condiciones
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f ynormales de operación, son trifásicos balanceados.
• En ocasiones, el sistema de potencia se ve expuesto a
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ciertos estados de operación que producendesbalances en el sistema; como las cargas
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asimétricas y las fallas asimétricas.• El estudio riguroso de circuitos eléctricos trifásicos
en condiciones desbalanceadas:
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ail.cen condiciones desbalanceadas:
– Impide el uso del equivalente por fase, siendo imperativo la aplicacióndirecta de las ecuaciones de Kirchoff, siendo esto un proceso que suele
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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lezser en función de la envergadura del circuito muy laborioso.
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• El análisis de las condiciones de operacióndesbalanceada, ha sido especialmente simplificado
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p pgracias a la aplicación de un artificio matemático, elcual permite la condición de desbalance sea
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uestudiada en forma balanceada.• Este particular método recibe el nombre de
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• El análisis mediante componentes simétricas resultaespecialmente útil, especialmente debido a que la
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p p qmayor parte de las fallas en estos, son porcondiciones asimétricas:
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– Cortocircuitos asimétricos,– Fallas asimétricas a través de impedancias o
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– Conductores abiertos.
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Teoría de Componentes
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uTeoría de Componentes Simétricas
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• En los métodos antiguos de análisis de sistemas depotencia, se era necesario asignar símbolos a las
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p gcantidades en las tres fases y resolver el sistemacomo un todo, resultando complicado, hasta con la
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uutilización de computadores digitales.• En el año de 1918, durante una reunión del
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"American Institute of Electric Engineers" (actualInstitute of Electric and Electronic Engineers, IEEE),el investigador C L Fortescue presentó un trabajo
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ail.cel investigador C. L. Fortescue, presentó un trabajo
que hoy por hoy constituye una de las más poderosasherramientas para el estudio de sistemas polifásicos
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p pdesequilibrados
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• El trabajo realizado por C. L. Fortescue demuestraque un sistema desequilibrado de n vectores
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q qrelacionados entre sí, puede descomponerse en nsistemas de vectores equilibrados denominadosC Si é i d l i i l
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uComponentes Simétricas de los vectores originales.
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• Para mayor información consultar: C. L. Fortescue, “Method ofSymmetrical Coordinates Applied to the Solution of Polyphase Neworks”,
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y pp f yp ,Transcations AIEE, vol 37, pág. 1027-1140,1918.
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• En un sistema eléctrico n-fásico, el trabajo deFortescue establece que un conjunto de n fasores
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q jdesbalanceados puede expresarse como n-1 sistemasde n fasores equilibrados de las n secuencias posibles
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uy un sistema particular de fasores sin fase alguna.
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• Una corriente o tensión sinusoidal con una frecuenciafija dada, queda caracterizada por solo dos
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j q pparámetros, una amplitud y un ángulo de fase.
• La transformación fasorial o los fasores, es
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simplemente una representación en el dominio de lafrecuencia de una variable eléctrica.
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• En los sistema polifásicos, existe un desplazamientoen el ángulos de fase entre cada uno de los fasores de
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g f ftensión o corriente.
• En un sistema de n-fásico, cada fase se encuentra
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separada un ángulo equivalente a 2/n = 360º/n,• En el caso particular del sistema trifásico la onda
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fundamental de cada una de las fases esta desplazadaun ángulo equivalente a 120º eléctricos.
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• Un fasor es una cantidad compleja Z, que apoyada enla identidad de Gauss.
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• Puede ser interpretado como un radiovector queposee una magnitud |Z| y ángulo el cual gira a
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una velocidad angular constante . ZZ
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• Sean dos fasores:
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• Sean dos fasores:
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ac111 ZZ
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• El producto de los dos fasores es un fasor único, cuyamagnitud es el producto de las magnitudes
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magnitud es el producto de las magnitudesinvolucrados y su ángulo, es la sumatoria de las fases:
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• La unidad imaginaria:
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• En los números complejos es un operador que realiza
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uEn los números complejos es un operador que realizaun desplazamiento de fase de 90º la magnitud queafecte.
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• Se puede conocer el efecto del producto de unoperador por un fasor, sea un fasor expresado por su
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p p p pmagnitud y ángulo:
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• Entonces se puede escribir una serie de propiedades:
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Operador “a”
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• En el estudio de sistemas de potencia es común lamultiplicación de cantidades fasoriales.
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p• Si se estudian sistemas trifásicos la presencia del
defasaje de 120º es más que común.
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• El operador a se utiliza en el estudio de los sistemasde potencia para designar al operador que origina
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una rotación de 120º grados eléctricos en sentidocontrario al movimiento de las agujas del reloj delfasor afectado
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Operador “a”
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• El operador a se especifica como un númerocomplejo que en notación polar posee una magnitud
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p j q p p gigual a uno y un argumento de 120º.
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• El operador a posee algunas propiedades.
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• El operador a posee algunas propiedades como lassiguientes: 31
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21º601 ja
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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Operador “a”
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Componentes Simétricas
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Asimétricos
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http://www.giaelec.org/fglongatt/SP.htm
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Componentes Simétricas
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• El método de componentes simétricas establecido porC. L. Fortescue se puede aplicar a sistema eléctricos
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p ppolifásicos.
• Pero en los sucesivo solo será restringido su uso a
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sistemas trifásicos.
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Componentes Simétricas
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• Como consecuencia del teorema de Fortescue, seestablece que tres fasores desequilibrados de un
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q qsistema trifásico (Va,Vb,Vc de secuencia abc), puedendescomponerse en tres sistemas de tres fasores
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uequilibrados.• Los tres sistemas equilibrados son:
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– Componentes de Secuencia Positiva.– Componentes de Secuencia Negativa.
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– Componentes de Secuencia Cero.
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Componentes Simétricas
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• Componentes de Secuencia Positiva: constituidas portres fasores de igual magnitud y desplazados en un
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g g y pángulo de 120º entre sí, y que poseen una secuenciaigual a la original de los fasores.
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1bV Componentes de Secuencia Positiva
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Componentes Simétricas
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• Componentes de Secuencia Negativa: formado portres fasores de igual magnitud y desfasados 120º entre
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g g ysí, y con una secuencia de fases opuestas a las de losfasores originales.
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2cV. Componentes de Secuencia Negativa
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Componentes Simétricas
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• Componentes de Secuencia Cero: esta formado portres fasores de igual magnitud y una diferencia de
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g g yfase nula.
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mComponentes de Secuencia Cero
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ail.cComponentes de Secuencia Cero
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![Page 26: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/26.jpg)
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Componentes Simétricas
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• En el análisis de sistemas de potencias por el métodode las componentes simétricas, es muy común
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p ydesignar las tres fases del sistema por las letras a, b,c, (o en el sistema europeo r, s, t)
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• La secuencia de las variables de la red sea escritacomo abc.
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• Las componentes simétricas de secuencia positivatendrá secuencia abc, mientras que las componentesde secuencia negativa serán acb
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ail.cde secuencia negativa serán acb.
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Componentes Simétricas
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• Suponga que son conocidos los componentessimétricos de tres fasores que se presumen
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q pdesequilibrados (Va, Vb, Vc).– Componentes secuencia positiva: Va1, Vb1, Vc1,
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– Componentes secuencia negativa: Va2, Vb2, Vc2
– Componentes secuencia cero: Va0, Vb0, Vc0.V V
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1bV 2cV Componentes de Simétricas
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Componentes Simétricas de Tres Fasores
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Desequilibrados de un Sistema Trifásico
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Fasores Desequilibrados
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• Entonces los tres fasores originales, Va,Vb,Vc, puedenser encontrados por dos métodos:
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p– Analítico: Se conoce que cada uno de los fasores
desequilibrados originales es igual a la suma de suscomponentes simétricas por el teorema de Fortescue
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ucomponentes simétricas por el teorema de Fortescue.– Forma Gráfica: constituye también la aplicación directa
del teorema de Fostescue, pero de forma gráfica, es decir
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, p g ,realizando la suma de los fasores de las componentessimétricas en un diagrama fasorial.
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008.
Fasores Desequilibrados
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• Forma Gráfica: constituye también la aplicacióndirecta del teorema de Fostescue, pero de forma
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pgráfica, es decir realizando la suma de los fasores delas componentes simétricas en un diagrama fasorial.
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Fasores Desequilibrados
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![Page 32: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/32.jpg)
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Fasores Desequilibrados
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• Analítico: Se conoce que cada uno de los fasoresdesequilibrados originales es igual a la suma de sus
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q g gcomponentes simétricas por el teorema de Fortescue,en general resulta:
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210 aaaa VVVV
210 bbbb VVVV
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210 bbbb
210 cccc VVVV
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![Page 33: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/33.jpg)
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Sistemas de Fasores
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Asimétricos a partir de C t Si ét i
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Componentes Simétricas
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![Page 34: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/34.jpg)
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Fasores Asimétricos
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• Se examina la forma en que se puede descomponertres vectores asimétricos en sus componentes
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psimétricos. Se puede reducir el número de magnitudesdesconocidas, expresando cada componente de Vb yV d d l d
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uVc como un producto del operador a y un componentede Va.
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Fasores Asimétricos
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• Fasores de secuencia positiva:
V
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Fasores Asimétricos
ción
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• Componentes de Secuencia Negativa: formado portres fasores de igual magnitud y desfasados 120º entre
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aut
oriz
ac
g g ysí, y con una secuencia de fases opuestas a las de losfasores originales.
oduc
ción
tota
l o p
arci
al p
or c
u
2bV
22 aa VV
estig
ació
n. P
rohi
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2aV2
22 ab
VaV
VaV
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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008.
Fasores Asimétricos
ción
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Aut
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• Componentes de Secuencia Cero
V VV
ualq
uier
med
iosi
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0bVV
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00
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
erec
hos
de a
• Se conoce que por el teorema de Fortescue, que losfasores desequilibrados son iguales a la suma de cada
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
q guna de las componentes simétricas de donde resulta:
210 aaaa VVVV
oduc
ción
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u
210 bbbb VVVV
210 cccc VVVV
estig
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n. P
rohi
bido
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m
• sustituyendo en cada una de las ecuaciones:210 cccc VVVV
210 aaaa VVVV
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Fasores Asimétricos
ción
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1cV
11 aa VV 2bV
22 aa VV
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1aV 12
1 ab VaV
11 ac VaV 2aV
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VaV
VaV
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1bV 2cV
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0aV
0bV
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VVVVVV
210 aaaa VVVV
212
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10 aaac VaaVVV
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008.
Fasores Asimétricos
ción
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• Estas ecuaciones pueden ser re-escritas en formamatricial:
ualq
uier
med
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008.
Fasores Asimetricos
ción
del
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or. D
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• Estas ecuaciones pueden ser re-escritas en formamatricial:
111 VV
ualq
uier
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iosi
n la
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1
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111
a
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u
donde:
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121 a
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donde:
21111
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008.
Fasores Asimétricos
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VV
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Fasores Asimétricos
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simasim AVV
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iosi
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• También se cumple:1VAV
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donde:
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n. P
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donde:
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1A*1 1 AA
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
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or. D
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de a
asim1
sim VAV
ualq
uier
med
iosi
n la
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oriz
ac
• Sobre la base de esta transformación hecha, se puedenobtener los elementos de secuencia en función de los
asimsim
oduc
ción
tota
l o p
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al p
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u
fasores desequilibrados, mediante las ecuacionessiguientes: VVVV
1
estig
ació
n. P
rohi
bido
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m
cbaa VVVV 30
VaaVVV 21
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
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de a
cbaa VVVV 31
0
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
• Se demuestra que no existe componentes de secuenciacero si la suma de los tres fasores desequilibrados
3
oduc
ción
tota
l o p
arci
al p
or c
u
f qvale cero.
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008.
Ejemplo
ción
del
Aut
or. D
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de a
• Ejemplo: La suma de tensiones en las líneas siemprees cero no importa el desequilibrio, por tanto dichas
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
p q ptensiones no presentan componentes de secuenciacero.
oduc
ción
tota
l o p
arci
al p
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u
• En cambio la suma de las tensiones de fase puede noser cero por lo que si presentan componentes de
i
estig
ació
n. P
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bido
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repr
oco
m
secuencia cero.
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
erec
hos
de a
• Las corrientes también pueden ser expresadas enfunción de las componentes simétricas.
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
p• Se puede reducir el número de incógnitas, colocando
las corrientes en función del operador a y un
oduc
ción
tota
l o p
arci
al p
or c
u
componente de Ia, de manera tal que se puedeescribir:
IIII
estig
ació
n. P
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repr
oco
m
210
210
bbbb
aaaa
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
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210 aaaa IIII
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uier
med
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n la
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oriz
ac
210
210
cccc
bbbb
IIIIIIII
oduc
ción
tota
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al p
or c
u
• Utilizando los componentes simétricas, pueden ser re-escritas las ecuaciones:
210 cccc
estig
ació
n. P
rohi
bido
su
repr
oco
m
escritas las ecuaciones:
2210 aaaa
IIII
IIII
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Fasores Asimétricos
ción
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Aut
or. D
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210 aaaa IIII
ualq
uier
med
iosi
n la
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10
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0 aaab
IaaIII
aIIaII
oduc
ción
tota
l o p
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al p
or c
u
• En forma matricial resulta:210 aaac IaaIII
estig
ació
n. P
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su
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oco
m
1
021
111
a
a
b
a
II
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c
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Fasores Asimétricos
ción
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0
21111 aa
II
aaII
ualq
uier
med
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121
1
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II
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I
0a
II
I
21111
A
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m
c
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IIasimI
2
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
erec
hos
de a
• En notación matricial se cumple:
AII
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
• Se requiere conocer los elementos de secuencia en
simasim AII
oduc
ción
tota
l o p
arci
al p
or c
uSe requiere conocer los elementos de secuencia enfunción de los fasores desequilibrados se puedenutilizar las siguientes ecuaciones:
1
estig
ació
n. P
rohi
bido
su
repr
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m
g cbaa IIII
31
0
21
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
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de a
cbaa IIII 31
0
ualq
uier
med
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n la
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oriz
ac
cbaa IaaIII 21
1
cbaa 30
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ción
tota
l o p
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al p
or c
u cbaa1 3 cbaa aIIaII 2
21
estig
ació
n. P
rohi
bido
su
repr
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m
• En forma matricial:1
cbaa2 3
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008.
Fasores Asimétricos
ción
del
Aut
or. D
erec
hos
de a
• En el caso de una conexión estrella, con camino deretorno por neutro, la suma de las corrientes de línea,
ualq
uier
med
iosi
n la
aut
oriz
ac
pes igual a la corriente que circula por el neutro In.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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Fasores Asimétricos
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• Para la conexión estrella sin neutro, no existe caminode retorno en el sistema trifásico, In es cero y las
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acn ycorrientes de línea no contienen componentes desecuencia cero. Ia
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Fasores Asimétricos
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• En las cargas trifásicas en conexión delta, no sedispone de camino de retorno por el neutro, y por
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p p y ptanto, las corrientes que de línea que van a la cargadelta no poseen componentes de secuencia cero
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Potencia en Función de las
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uPotencia en Función de las Componentes Simétricas
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Potencia en Componentes Simétricas
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• La potencia compleja transmitida por las tres líneasde un sistema trifásico, independientemente de su
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pestado de operación puede ser expresado como:
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msiendo las tensiones Va, Vb y Vc, los voltajes de línea a
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Potencia en Componentes Simétricas
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***ccbbaat IVIVIVS
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• En notación matricial la potencia aparente del sistematrifásico puede ser expresada por:
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Potencia en Componentes Simétricas
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• Una vez transpuesta la matriz de tensiones se puedeescribir:
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• Se sabe que la tensión y la corriente pueden serexpresadas en función de sus componentes simétricas
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• De tal modo que queda:simasim AVV
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• De tal modo que queda:
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![Page 62: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/62.jpg)
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• Por propiedades de la matriz A resulta que resultaque:
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siendo U la matriz identidad, en donde la diagonalprincipal tiene valores no nulos iguales a uno, y el
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principal tiene valores no nulos iguales a uno, y elresto de los elementos de la matriz valen cero.
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Potencia en Componentes Simétricas
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• Esta expresión permite calcular el valor de la potencia
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oduc
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tota
l o p
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uEsta expresión permite calcular el valor de la potenciaaparente a partir de las componentes simétricas de lastensiones y corrientes de un sistema trifásico
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n. P
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ydesequilibrado.
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![Page 65: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/65.jpg)
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Impedancias Asimétricas
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uImpedancias Asimétricas en Serie
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en Serie
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Prof. Francisco M. [email protected]
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![Page 66: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/66.jpg)
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008.
Impedancia Asimétrica en Serie
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• Los sistemas de potencia el sistema se encuentraequilibrado, y solo se desequilibran al producirse un
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q y q pfallo.
• Es interesante el análisis de componentes simétricas a
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sistemas trifásicos que constan de impedancias enserios desiguales, para establecer conclusiones muy
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Impedancia Asimétrica Serie
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Impedancia Asimétrica en Serie
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• Supóngase tres impedancias serie desiguales en cada
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• Supóngase tres impedancias serie desiguales en cadauna de las fases, y de valores Za, Zb y Zc, diferentesentre sí, además se supone que no existe
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, p qacoplamiento magnético alguno entre lasimpedancias.
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![Page 68: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/68.jpg)
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008.
Impedancia Asimétrica en Serie
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• Entonces la caída de tensión que experimenta cadaimpedancia puede ser escrita como:
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impedancia puede ser escrita como:
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![Page 69: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/69.jpg)
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• En forma matricial resulta:
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• Aplicando la descomposición en componentessimétricas para la tensión y la corriente:
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m
simétricas para la tensión y la corriente:
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![Page 71: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/71.jpg)
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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• Si las tres impedancias series son iguales Za = Zb = Zc= Z, las ecuaciones se reducen a:
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Z, las ecuaciones se reducen a:
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 73: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/73.jpg)
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008.
Impedancia Asimétrica en Serie
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• Se concluye que por cargas en estrella equilibradas opor impedancias serie equilibradas circulan los
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p p qcomponentes simétricas de corrientes desequilibras.
• Las caídas de tensión originadas en estas
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impedancias son de igual secuencia, siempre que noexista acoplamiento magnético entre las impedancias.
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• Si las impedancias son desiguales se demuestra que lacaída de tensión de cualquier secuencia es elresultado de las corrientes de las tres secuencias
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Prof. Francisco M. [email protected]
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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http://www.giaelec.org/fglongatt/SP.htm
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Componentes Simétricas: LT
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• Al circular corriente por un conductor genera uncampo magnético intenso en el espacio que lo rodea.
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p g p q• Se induce una tensión en las otras fases,
estableciéndose un acoplamiento magnético
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caracterizado por una reactancia mutua.
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![Page 76: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/76.jpg)
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Componentes Simétricas: LT
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• Suponga una línea de transmisión conautoinductancia Zaa, Zbb y Zcc, e impedancias mutuas
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![Page 77: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/77.jpg)
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• En notación matricial, utilizando el concepto dematriz impedancia de la línea resulta:
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matriz impedancia de la línea resulta:
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![Page 78: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/78.jpg)
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• Si se asume la transposición completa de la línea detransmisión se cumple:
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pZaa = Zbb = Zcc = Zp : Impedancia serieZij = Zji = Zm : Impedancia Mutua
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• Incluyendo la notación de matrices de impedancia
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uIncluyendo la notación de matrices de impedanciaresulta:
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• Entonces la caída de voltaje de la línea de transmisiónpuede ser expresada en función de los componentes
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puede ser expresada en función de los componentessimétricos a través de las ecuaciones:
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 81: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/81.jpg)
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• La hipótesis de que la línea de transporte se encuentratranspuesta implica que las impedancia serie son
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p p q piguales.
• Las componentes de cualquier secuencia dan lugar a
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caída de tensión de igual secuencia;• Las corrientes de secuencia positiva, engendran solo
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caídas de tensión de secuencia positiva.• Las corrientes de secuencia negativa solo producen
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ail.ccaídas de tensión de secuencia negativa, e igual
ocurre con la secuencia cero.
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 82: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/82.jpg)
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008.
Componentes Simétricas: LT
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• NOTA: Si las impedancias no son balanceadas, notodos los elementos fuera de la diagonal principal de
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• Serían cero, y por tanto una corriente de ciertasecuencia producirá una caída de tensión de otra
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secuencia.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 83: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/83.jpg)
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Componentes Simétricas: LT
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• Un sistema en el que se presentan en las tres fases:– Iguales impedancias serie.
ualq
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acIguales impedancias serie.– Iguales impedancias mutuas.– Máquinas giratorias simétricas
oduc
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tota
l o p
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uMáquinas giratorias simétricas.– Banco de transformadores simétricos.
• Se dice que el sistema es simétrico
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• Se dice que el sistema es simétrico.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 84: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/84.jpg)
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008.
Componentes Simétricas: LT
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• El elemento que hace asimétrico a los sistemas depotencia son las líneas de transmisión.
ualq
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oriz
ac
p• Pero el hecho de suponer que se encuentran
traspuestas las hace balanceadas, si el sistema se
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al p
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u
encuentra en operación normal.• Si ocurre una falla simétrica el sistema se transforma
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en desbalanceado solo en el punto de falla, pero elresto del sistema se considera balanceado.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 85: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/85.jpg)
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ELC-30514Sistemas de Potencia I
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Impedancias de Secuencia
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Prof. Francisco M. [email protected]
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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http://www.giaelec.org/fglongatt/SP.htm
![Page 86: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/86.jpg)
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008.
Impedancias de Secuencia
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• La caída de tensión en una parte cualquiera de la red ala corriente de secuencia determinada, depende de la
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pimpedancia que presenta esa parte de la red a lacorriente de secuencia considerada.
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• La impedancia de una parte de la red a una ciertacorriente de secuencia puede ser diferente a otra
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corriente de secuencia por lo que se define lasimpedancias de secuencia.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 87: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/87.jpg)
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Impedancias de Secuencia
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• Impedancia de Secuencia Positiva ( Z1 o Z+)1aVZZ
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• La impedancia de secuencia positiva representa la1
11
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uLa impedancia de secuencia positiva representa laimpedancia de un circuito cuando circula corriente desecuencia positiva.
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p• Impedancia de Secuencia Negativa (Z2 o Z-)
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Impedancias de Secuencia
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• Impedancia de Secuencia Negativa (Z2 o Z-)
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• La impedancia de un circuito cuando por el circulan2
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uLa impedancia de un circuito cuando por el circulanla corriente de secuencia negativa, recibe el nombrede impedancia de secuencia negativa.
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p g• Impedancia de Secuencia Cero (Z0)
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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Impedancias de Secuencia
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• Impedancia de Secuencia Cero (Z0)
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• Cuando existen en el circuito solo corriente de0
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uCuando existen en el circuito solo corriente desecuencia cero, la impedancia del circuito es llamadaimpedancia de secuencia cero.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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Prof. Francisco M. [email protected]
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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http://www.giaelec.org/fglongatt/SP.htm
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Redes de Secuencia
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• El estudio de una falla asimétrica consiste en ladeterminación de los componentes simétricos de las
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pcorrientes desequilibradas que circulan.
• Las componentes de secuencia de la corriente dan
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lugar a caídas de tensión solamente en la mismasecuencia, en un sistema equilibrado.
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• Las corrientes de cualquier secuencia puedenconsiderarse circulando por una red independienteconformada exclusivamente por las impedancias a la
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corriente de tal secuencia.
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Redes de Secuencia
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• La red de secuencia corresponde al circuitomonofásico equivalente conformado por las
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q pimpedancias a la corriente de una secuenciaparticular.
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• Dentro de los sistemas de potencias solo es plausiblela existencia de tres tipos de redes de secuencia: redd i iti d d i ti d
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de secuencia positiva, red de secuencia negativa, redde secuencia cero.
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Redes de Secuencia
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• Las redes de secuencia incluyen las F.E.M de losgeneradores de igual secuencia.
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g g• Cada modelo de red se secuencia por donde circulan
Ia1, Ia2 e Ia0, se interconectan de una manera muy
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especifica que depende las diversas condiciones defallas desequilibradas.
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• El análisis de una falla por el método de componentessimétricas, es básicamente determinar lasimpedancias de secuencia e interconectarlas para
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ail.cimpedancias de secuencia e interconectarlas para
formar las redes de secuencia.
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Redes de Secuencia de un
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Generador Sincrónico en V í
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Prof. Francisco M. [email protected]
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http://www.giaelec.org/fglongatt/SP.htm
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Redes de Secuencia del Generador
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• Considérese un generador en vacío operando acondiciones nominales (impulsado a velocidad
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( pnominal, y la excitación tal que en terminales de lamáquina aparece la tensión nominal), puesto a tierra
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usu neutro a través de una impedancia Zn.anV gR gjX
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Redes de Secuencia del Generador
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• En el instante que acontece un cortocircuito, por laslíneas del alternador circularan unas corrientes Ia, Ib e
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• Si el cortocircuito implica un contacto con tierra, se
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producirá una circulación de corrientes por el neutrode la máquina, que se llamará In.
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• En situación de falla una o dos corrientes de líneapueden tener un valor nulo,L d d
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ail.c• Las restantes corrientes pueden descomponerse en
sus componentes simétricas independientemente de lodesequilibrada que se encuentren
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lezdesequilibrada que se encuentren.
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Redes de Secuencia del Generador
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Secuencia Positiva• Los generadores son diseñados solo para entregar tres
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acLos generadores son diseñados solo para entregar trestensiones balanceadas, por lo que las tensiones delson solo de secuencia positiva, entregando solo
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tensiones equilibradas de esa secuencia
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1bVComponentes de Secuencia Positiva
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Redes de Secuencia del Generador
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• Notase que por lo antes expuesto, solo existen en ungenerador tensiones de secuencia positiva.
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g p• La red se secuencia positiva consta de una fuente de
F.E.M. y una impedancia de secuencia positiva del
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generador
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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lez3 Circuito Equivalente del Generador en Secuencia
Positiva
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Equivalente de un Generador S i i i
Circuito Equivalente del Generador en Secuencia Positiva
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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lezpor Fase en Secuencia Positivaen Secuencia Positiva
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• Sea Z1 las impedancias de secuencia positiva delgenerador.
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g• La barra de referencia de la red de secuencia positiva
es el neutro del generador, ya que no circula corriente
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a través de la impedancia de puesta a tierra de lamáquina. ( Neutro y tierra al mismo potencial).
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Equivalente de un Generador
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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qpor Fase en Secuencia Positiva
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• En la red de secuencia positiva la F E M es la
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Equivalente de un Generador por Fase en Secuencia Positiva
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• En la red de secuencia positiva, la F.E.M. es latensión línea a neutro en el terminal sin carga, siendoigual a la tensión detrás de la reactancia subtransitoria
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gy transitoria ya que el generador esta sin carga:
111 aana IZVV Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected]
Copyright © 2008SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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• En función de las condiciones de estado del
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Equivalente de un Generador por Fase en Secuencia Positiva
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• En función de las condiciones de estado delcortocircuito; la impedancia de secuencia positivapuede ser definida para régimen subtransitorio,
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p p g ,transitorio o de régimen permanente.
111 aana IZVV Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected]
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Redes de Secuencia Negativa
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Red de Secuencia Negativa:• La red de secuencia negativa para el generador sin
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acLa red de secuencia negativa para el generador sincarga, no posee F.E.M. y esta formada solo por lasimpedancias del generador que presenta a las
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corrientes de secuencia negativa.2bV
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• En secuencia negativa, la barra de referencia de la red2cV Componentes de Secuencia Negativa
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SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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gtambién es el neutro del generador.
![Page 104: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/104.jpg)
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Redes de Secuencia Negativa
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• La red de secuencia negativa para el generador sincarga, no posee F.E.M. y esta formada solo por las
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g p y pimpedancias del generador que presenta a lascorrientes de secuencia negativa.
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• En secuencia negativa, la barra de referencia de la redtambién es el neutro del generador.
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Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
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![Page 105: PPT-Cap6.CompSim](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042511/563dbb21550346aa9aaa7778/html5/thumbnails/105.jpg)
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Redes de Secuencia Negativa
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Circuito Equivalente de un Generador para Secuencia Negativa
Modelo Equivalente por Fase del Generador Sincrónico para
Secuencia Negativa
Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, [email protected] © 2008
SISTEMAS DE POTENCIA IComponentes Simétricas: Parte I S
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acEl modelo de la red equivalente para el generador sincarga en secuencia negativa, no contiene F.E.M y estaconstituido por las impedancias de secuencia cero del
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Circuito Equivalente de un Generador en Secuencia Cero
Modelo Equivalente por fase de un generador en Secuencia Cero
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• Z0: es la impedancia de secuencia cero del generador.
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