Estudio y Simulación de Transitorios Anormales en Sistemas de Potencia -Edición Única

La calidad de la energía es la rama de la ingeniería eléctrica, que se encarga de establecer los límites y rangos en el voltaje, que tienen que ser alcanzados para garantizar la operación de los equipos de uso final, dentro de sus condiciones de diseño. La realidad es que los disturbios y problemas de calidad de energía no pueden ser evitados. Dentro de los problemas en calidad de energía, los transitorios eléctricos constituyen las perturbaciones más difíciles de detectar y comprender en la operación de un sistema eléctrico. El intervalo de tiempo que el sistema emplea en el transitorio es insignificante comparado con la operación normal. Sin embargo, en estos períodos, es cuando el sistema se somete a los más grandes esfuerzos debido a los sobrevoltajes y sobrecorrientes generadas. La comprensión de los fenómenos transitorios es indispensable para obtener un panorama completo de la operación de los sistemas de potencia. Los transitorios eléctricos son generados normalmente por alguna operación de conmutación o por descargas atmosféricas. Los transitorios que tienen una tasa de ocurrencia muy baja y sobrevoltajes inusuales se conocen como transitorios anormales y son el objeto de estudio de este proyecto de tesis. Se abordan dos transitorios anormales: corte de corriente y ferrorresonancia. Son explicados, y se llevan cabo experimentaciones y imulaciones de los fenómenos. El fenómeno conocido como supresión o corte de corriente, es una situación generada por ciertos interruptores donde la corriente se interrumpe en un instante distinto del cruce natural por cero. Se presenta normalmente al cortar corrientes inductivas pequeñas, como la corriente de excitación de un transformador. Esto provoca que la energía almacenada en el transformador o reactor se desvíe a la capacitancia distribuida y provoque sobrevoltajes inusuales en estos elementos. La ferrorresonancia se presenta normalmente en una configuración serie de capacitancia e inductancia de núcleo de hierro, de ahí el nombre. La capacitancia de la línea es normalmente la de los cables o líneas de transmisión, pero bien puede ser la de un banco de capacitores. La inductancia de núcleo de hierro es un transformador por lo general. El problema se presenta cuando una reconfiguración del sistema se lleva a cabo y un sobrevoltaje se establece de manera sostenida en las terminales del transformador. Este sobrevoltaje es de estado estable y con un contenido armónico importante. La única manera de eliminar esta situación es desenergizar el circuito.