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Impedancia de secuencia cero y energía incidente

Zero-Sequence Impedance and Incident EnergyUna pregunta que me hacen a menudo, ya sea en línea o en uno de mis... Clases de capacitación sobre arco eléctrico Se refiere a los cálculos de energía incidente y corriente de cortocircuito línea-tierra:

“Dado que es posible que la corriente de cortocircuito de línea a tierra sea mayor que la corriente trifásica, ¿podría la condición de línea a tierra ser el peor caso para los cálculos de energía incidente utilizando las ecuaciones IEEE 1584?”

La respuesta corta: No.

La respuesta más larga: Veamos las ecuaciones para cada cálculo de cortocircuito utilizando componentes simétricos.

La ecuación para calcular la corriente de falla trifásica es:

I(3 fases) = V/Z1

La ecuación para calcular la corriente de falla de línea a tierra es:

I(línea-tierra) 3V / (Z1+Z2+Z0)

Dónde:

V = voltaje
O1 = Impedancia de secuencia positiva
O2 = Impedancia de secuencia negativa (Z2 normalmente es igual a Z1)
O0 = Impedancia de secuencia cero
I(3 fases) = Corriente de cortocircuito trifásica
I(línea-tierra) = Corriente de cortocircuito de línea a tierra

Todos los valores están en “por unidad”

Para un marco de referencia, si Z1 y Z2 son iguales y  O0 También es igual (lo cual no es demasiado común)

Entonces Z1 =Z2 =Z0

Para esta condición la corriente de cortocircuito de línea a tierra calculada sería:

I(línea-tierra) = 3 V / (Z1+Z2+Z0) = 3V / 3Z = V / Z1

En otras palabras, la corriente de cortocircuito de línea a tierra sería de la misma magnitud que el caso trifásico para esta condición específica.

Sin embargo, para sistemas conectados a tierra Z0 normalmente es mayor que Z1 y Z2. Con Z0 normalmente siendo mayor que Z1 y Z2, la corriente de cortocircuito de línea a tierra resultante es normalmente menor que en el caso trifásico. Para el caso de sistemas sin conexión a tierra donde no fluye corriente de falla a tierra, Z0 es infinito

Como se mencionó, también es posible que Z0 ser ligeramente inferior a Z1 y Z2 Esto hace que la corriente de cortocircuito de línea a tierra sea ligeramente mayor que la corriente trifásica. Un caso en el que esto puede ocurrir es en el lado secundario o cerca de él de un transformador delta-estrella. Esto también puede ocurrir cerca de algunos generadores. En términos prácticos, esto significa que la corriente de cortocircuito calculada para una falla de línea a tierra sería ligeramente mayor que para una falla trifásica en este caso.

Volviendo a la pregunta original, si la corriente de cortocircuito de línea a tierra es ligeramente superior a la del caso trifásico, ¿el caso de línea a tierra daría como resultado la energía incidente calculada en el peor de los casos?

En cuanto a la respuesta negativa, los cálculos que utilizan las ecuaciones IEEE 1584 se basan en un arco eléctrico trifásico, es decir, las tres fases contribuyen a la energía incidente. Incluso si la corriente de cortocircuito entre la línea y la tierra es mayor, la energía incidente corresponde solo a una fase. La corriente trifásica ligeramente inferior implica energía incidente de las tres fases, por lo que sería el peor de los casos.

Para obtener más información sobre los cálculos de corriente de cortocircuito y componentes simétricos, consulte mi Vídeo corto.