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ETAP - Cortocircuito (short circuit)
- 1. Electrical Transient AnalysisProgram ETAP ® Powerstation Operation Technology, Inc. CORTOCIRCUITO SHORT CIRCUIT
- 2. 2 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit •Aspectos Básicos del Cálculo de CC Tipos de faltas: trifásica, monofásica a tierra, bifásica, bifásica a tierra. En sistemas de distribución o para el caso de faltas muy cerca de los generadores, I1φ máx. ≈ 115% I3φ (Xo < X1). Las faltas L-G representan el 85% de los casos. En sistemas industriales, normalmente I1φ ≈ 0.87*I3φ. Para el dimensionamiento de equipos se consideran las faltas trifásicas. Elementos fuentes de CC: generadores, interconexión a redes externas, motores síncronos y de inducción, inversores. Verificar la capacidad de equipos ante cortocircuitos. Diseñar los equipos para que puedan soportar esfuerzos térmicos (I2t) y mecánicos. Ajustar los dispositivos de protección. •Objetivos de los Estudios de Cortocircuito:
- 3. 3 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit •Aspectos Básicos del Cálculo de CC Para los Estudios de Cortocircuito, ETAP analiza los efectos de las faltas trifásicas, monofásicas, bifásicas y bifásicas a tierra en sistema eléctricos de potencia. El programa calcula las corrientes totales de cortocircuito así como la contribución individual de los motores y generadores en el sistema. Los estudios son desarrollados bajo la última versión de las normas ANSI/IEEE o IEC.
- 4. 4 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit Para fallas cerca de los generadores, los cálculos contemplan las componentes DC y AC. Sólo la componente DC decae a cero. Se cumple: Ik < Ib < I”k Para fallas lejos de los generadores, los cálculos asumen que el valor en régimen permanente de la corriente de cortocircuito es igual a la corriente de cortocircuito simétrica inicial. Se cumple: Ik = Ib = I”k • Método IEC: Fundamentos Básicos ICC inicial simétrica (I"k) ICC pico (ip) ICC “breaking” simétrica (Ib) ICC régimen permanente (Ik)
- 5. 5 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos Rating del Equipo Intensidad Calculada Making ip AC Breaking Ib,symm Ib,asymm (*) Ib,asymm Making ip Breaking Ib,symm Ib,asymm (*) Ib,asymm Breaking Ib,symm Ib,asymm (*) Ib,asymm Embarrado AT Bracing Peak ip Embarrado BT Bracing Peak ip Interruptores Alta Tensión Interruptores Baja Tensión Fusibles
- 6. 6 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos
- 7. 7 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos
- 8. 8 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos
- 9. 9 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos
- 10. 10 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos
- 11. 11 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método IEC: Verificación / Ajuste de Equipos Ics Icm Poder asignado de corte de servicio en cortocircuito Poder asignado de cierre en cortocircuito
- 12. 12 •Barra de Herramientaspara Cálculo: Cortocircuito IEC Ejecutar Cálculo CC (IEC 909) Ejecutar Cálculo CC (Transitorio) Ejecutar Cálculo Arco Eléctrico Opciones Gráficas Reportes Módulo Cortocircuito – Short-Circuit Ejecutar Cálculo CC Duty 3F Ejecutar Cálculo CC Duty 1F Gráficos (Transitorio) Analizador Arco Eléctrico Alertas
- 13. 13 •Cortocircuito IEC: Procedimiento Ejecutar Cálculos Verificar Alertas Generar Reportes Representación del Sistema Ajustar Parámetros en SC Study Case (Barras) Seleccionar Opciones Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 14. 14 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica IEC Información básica LTC, impedancias Niveles de contribución Selección de barras Identificación del caso y observaciones. Ajustes Norma ANSI Ajustes de tolerancias Corrección por temperatura Impedancia de falta Alertas Marginales Críticas
- 15. 15 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica IEC Ajustar kV Base: La tensión base de la barra se calcula a partir del rango de tensión del transformador y la selección del TAP. Usar Tap Nominal: La tensión base de la barra se calcula a partir del rango de tensión del transformador. No se ajusta la impedancia del transformador y no se toma en cuenta la selección del TAP. Incluye la impedancia del alimentador del equipo y de la sobrecarga de los “heaters” para el cálculo del nivel de cortocircuito. Estado del Motor : Todos los motores en operación “continua” e “intermitente” se consideran para el cálculo del nivel de cortocircuito. No se consideran los motores en operación “spare”. Categoría de Carga: Todos los motores con carga, en el “loading category” se consideran para el cálculo del nivel de cortocircuito. No se consideran los motores con cero carga. Ambos: No se consideran los motores en operación “spare” ni los motores con cero carga en el “loading category”, para el cálculo del nivel de cortocircuito.
- 16. 16 Cálculo de CCcon impedancias mínimas (tolerancias negativas y ajuste de temperaturas para resistencia mínima) Cálculo de CC con impedancias máximas (tolerancias positivas y ajuste de temperatura para resistencia máxima) Métodos para el cálculo de Ip: A: X/R constante B: X/R calculado en el punto de falta C: frecuencia equivalente • Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica IEC Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 17. 17 • Ajustes deCálculo (Study Case): Información Básica IEC Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 18. 18 • Ajustes deCálculo (Study Case): Información Básica IEC Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 19. 19 • Ajustes deCálculo (Study Case): Información Básica IEC Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 20. 20 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit La norma ANSI establece el decaimiento de la componente CA modificando la impedancia de las máquinas (generadores y motores) durante el cortocircuito. La norma ANSI establece el decaimiento de la componente CC aplicando diversos factores multiplicadores. • Método ANSI: Fundamentos Básicos
- 21. 21 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Método ANSI: Verificación / Ajuste de Equipos ½ Ciclo (Red Subtransitoria) 1 ½ Ciclos (Red Transitoria) 30 Ciclos (Red Régimen Permanente) Interruptores Alta Tensión Capacidad C&L Capacidad de Interrupción - Interruptores Baja Tensión Capacidad de Interrupción - - Fusibles Capacidad de Interrupción - - Centros de Fuerza / CCM Capacidad del Embarrado - - Relés Ajuste instantáneo - Ajustes de Tiempo Intensidad Calculada Rating del Equipo Intensidad Calculada Rating del Equipo Interruptores Alta Tensión RMS asimétrico Valor cresta C&L RMS C&L RMS RMS simétrico RMS simétrico Interruptores Baja Tensión / Fusibles RMS asimétrico Valor cresta RMS asimétrico Valor cresta RMS simétrico RMS simétrico Embarrado AT RMS asimétrico Valor cresta RMS asimétrico Valor cresta - - Embarrado BT RMS asimétrico RMS simétrico RMS asimétrico RMS simétrico - - ½ Ciclo (Red Subtransitoria) 1 ½ Ciclos (Red Transitoria)
- 22. 22 •Barra de Herramientaspara Cálculo: Cortocircuito ANSI Ejecutar Cálculo CC (ANSI C37) Ejecutar Cálculo Arco Opciones Gráficas Alertas Reportes Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 23. 23 •Cortocircuito ANSI: Procedimiento Ejecutar Cálculos Verificar Alertas Generar Reportes Representación del Sistema Ajustar Parámetros en SC Study Case (Barras) Seleccionar Opciones Módulo Cortocircuito – Short-Circuit
- 24. 24 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica ANSI Información básica LTC, impedancias Niveles de contribución Selección de barras Identificación del caso y observaciones. Ajustes Norma ANSI Ajustes de tolerancias Corrección por temperatura Impedancia de falta Alertas Marginales Críticas
- 25. 25 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Ajustes de Cálculo (Study Case): Norma ANSI Voltaje Pre-Falla Fijo: Permite especificar un mismo valor de tensión pre-falla para todas las barras del sistema, que puede estar en porcentaje de la tensión nominal o de la tensión base. Voltage Pre-Falla Variable: Utiliza la tensión pre-falla definida en el editor de cada una de las barras. Se puede correr un Flujo de Carga y actualizar estos valores de tensión. Fijo: utiliza el mismo valor de X/R (Xd”/Ra) para la red de ½ ciclo y 1.5-4 ciclos. Variable: utiliza X/R y la reactancia subtransitoria (Xd”) para calcular la resistencia de armadura (Ra). Siendo Ra igual para la red de ½ y 1.5-4 ciclos. La Norma ANSI/IEEE no considera X/R variable.
- 26. 26 Módulo Cortocircuito –Short-Circuit • Reportes:
- 27. 27 Visión General • Práctica VerGuía de Ejercicios Actividades 15 al 20