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Perdida Sbita de CargaLartigue Flores Roberto ZurielLuna Nez Juan CarlosRazo Soto Gustavo

Perdida sbita de carga en generadores

Colapso de tensinAl producirse un cortocircuito cerca de un centro de carga importante se produce la disminucin de la tensin consecuencia de la falla.

Esta cada de la tensin desacelera sensiblemente a los motores cuyo par depende del cuadrado de la tensin.

Al mismo tiempo, este fenmeno puede ser agravado por la disminucin de la Potencia Reactiva de los Bancos de Capacitores, la cual depende igualmente del cuadrado de la tensin.

Despus de la falla, las cargas como en este supuesto motores, tratan de tomar una sobre corriente para acelerarse; pero, si los generadores no son capaces de responder a esta sbita exigencia de corriente, se puede producir una masiva prdida de carga.

Con el fenmeno descrito se produce una falla de Estabilidad de Tensin en el Sistema Elctrico.

Se debe tambin indicar que este fenmeno es sumamente crtico dentro de las propias centrales de generacin. Por tanto, en estas fallas se debe evitar el arranque simultneo de los motores ante una prdida de la tensin.

Sobretensiones y sobrefrecuencias por Rechazo de Carga

Cuando se produce una prdida sbita de carga, los generadores tienden a aumentar su velocidad con el consiguiente aumento de la frecuencia, as como una Sobretensin permanente.

En la Figura se muestra el diagrama vectorial para visualizar el fenmeno.

Xd: Reactancia sncrona.

Va: Voltaje en terminales.

Ei: Voltaje generado.

Xd: Reactancia sincrnica.

: ngulo entre Ei y Va, o ngulo de potencia de la maquina.

: f.p.

Caso sobre excitado

Diagrama de capacidad de carga

Los generadores estn diseados para operar: A kVA nominales, para niveles de tensin y frecuencia dentro de los lmites especificados por el fabricante;

La desviacin de estos dos factores fuera de los lmites puede ocasionar la saturacin del ncleo magntico del generador o transformador conectado, inducindose flujo de dispersin en componentes no laminados, los cuales no fueron diseados para llevar flujo magntico, lo que hace que el dao se produzca en segundos, tambin se producen esfuerzos trmicos y dielctricos que pueden causar daos en la unidad generadora.

La Sobretensin se detecta con un Rel de Mxima Tensin (59) y la Sobre frecuencia con Rels de Mxima Frecuencia (89-o)

Los altos niveles de densidad de flujo son causados por una sobreexcitacin del generador. A estos altos niveles, las trayectorias del hierro magntico diseadas para llevar el flujo normal se saturan, y el flujo comienza a fluir en trayectorias de dispersin no diseadas para llevarlo.

Estos campos resultantes son proporcionales a la tensin e inversamente proporcionales a la frecuencia.

Las normas ANSI para Generadores y Transformadores establecen que deben operar satisfactoriamente a su potencia nominal, frecuencia y factor de potencia considerando las siguientes condiciones:

Con la relacin Voltios/Hertz no mayor de 1.05. Con un Factor de Potencia mayor del 80 %. Con la Frecuencia de al menos el 95% de la nominal

El dao debido a la operacin con V/Hz excesivos ocurre ms frecuentemente cuando la unidad est fuera de lnea, antes de la sincronizacin. Una prdida sbita de carga o de las interconexiones puede causar que la tensin de la unidad se eleve sbitamente.

Ocurrir un evento de sobreexcitacin si los controles de excitacin del generador no responden adecuadamente.

En las Figuras se muestran las curvas tpicas para un generador y un transformador de potencia. Muestran los lmites permisibles en trminos de porciento de V/Hz normales contra tiempo.

Lneas de TransmisinEn los sistemas comerciales de transmisin de energa, el ngulo formado por la tensiones en los extremos transmisor y receptor determinan el porcentaje de potencia activa que se transmite, mientras la diferencia existente entre ambas tensiones establece el porcentaje de potencia reactiva que fluye a travs de la lnea. Cuando una carga inductiva se desconecta sbitamente en el extremo receptor de la lnea, la tensin de rgimen del mismo sufre un incremento, como consecuencia de un fenmeno transitorio que se le superpone. Este incremento de tensin afortunadamente de corta duracin, pero da origen a sobretensiones temporales.

V1V2=V1V2>V1V2