Falla a tierra en sistemas delta

[Jhusel Aro Villafuerte]

Estimados listeros,

Tengo una pequeña duda con respecto a un sistema T4 YNyn0d11  (138/34.5/10.5kV) , en delta esta con transformador de puesta a tierra en ZigZag para el retorno de la corrientes homopolares, estoy utilizando el software Neplan 5.3.51  para analisis de corto circuito y protección a sobrecorriente.



Al realizar el análisis de corto circuito en la barra 10.5 kV (Nodo en falla monofasica a tierra) tengo una corriente de falla de 402A (I1=134A+I2=134A+I0=134A), lo que me preocupa que la corriente de cortocircuito aguas arriba  entre la barra 10.5kV y lado secundario del transformador d11 (recuadro de color rojo), la corriente de cortocircuito es 268A (I1=134A, 2=134A, I0=0A), como se puede apreciar la componente de secuencia cero es "cero", pero he aquí mi duda por que esta corriente homopolar no se refleja aguas arriba en caso de que no actué la protección (CALL) principal, lo que me preocupa es que me están pidiendo un protección de respaldo (CA138) en el lado de 138kV  frente a fallas homopolares,  pero cuando existe una falla homopolar esta no se refleja en lado de 138kV y actúa el relé de protección 51  y no el de 51N. Por favor quisiera que me ayuden con este análisis, lo que pienso es que esa corriente homopolar sigue circulando en la barra de 10.5 kV para cerrar circuito y es por eso que no se refleja aguas arriba  o es que el modelamiento de mi sistema no es correcto con el TPT ZigZag.

Otra duda que tengo es que la corriente de falla 268A en el lado secundario al reflejarlo al lado primario  es 268(10.5/138)=20.39A pero el software calcula una corriente de falla de K"(L1) = 17.671A pero sumando las componentes de secuencia 1 (10.202A) y 2 (10.202A) el resultado es aproximadamente el mismo que el calcule 20.404. Mi duda es ¿A que se debe esta diferencia de 2.73A.?


Adjunto una imagen con los cálculos de cortocircuito de mi sistema.

Saludos cordiales, Jhusel

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Jhusel Aro Villafuerte
Cusco - Perú

[omar graterol]

Jhusel, tu duda tiene varios aspectos, en todo caso voy a tratar cada uno de ellos segun mi criterio:   1- ¿Porque esta corriente homopolar no se refleja aguas arriba?... La corriente de falla homopolar o corrientes de secuencia cero, cuando existe el Zig-Zag, solo circulan entre el neutro del Zig-Zag y el punto de falla en la fase fallada. En todo caso niguna corriente de secuencia cero se refleja en el otro devanado del transformador que corresponda, la corriente de falla retorna por el neutro del trasnformador del lado fallado y no por el neutro de otra area; es `por eso que cada transformador significa una area de proteccion de fallas a tierra independiente de los otros niveles definidos por la existencia de un trasnformador.   2- Cuando indicas que tienes un corto-circuito en el recuadro en rojo y no aparece ninguna coriente de secuencia cero es por el tipo de falla simulado que no involucro a tierra.   3- ¿A que se debe esta diferencia de 2.73A.? , Si puedes ver el IEEE-242 "Recommended Practice For Protection and Coordination Of Industrial and Commercial Power systems", en la seccion de coordinacion de sobrecorriente, encontraras la expliaccion; en todo caso se debe a que la corriente de linea en el lado delta (1 p.u), al llegar al nodo de la delta, se convierte en dos corriente de 0,5 p.u., esta corriente al llevarla por la relacion devanado a devanado de la Delta-Estrella, se convierte en 0,86 p.u. (El voltaje de fase en los devanados de la estrella son 1,732 o sea raiz de tres menor, por lo cual la corriente de fase que es la misma corriente de linea, sera 1,732 veces mayor, o sea 0,5x1,732 = 0,86 p.u.), esto es 16% mayor, lo cual coincide con los resultados que te da el programa. Este factor debe ser tomado en cuenta cuando se hace la coordinacion y si no fue tomado en cuenta puedes tener disparos falsos del 51 en el lado de 138 kV, que te podria estar pasando por los disparos que indicas del 51 en el lado de 138 kV.   4- En relacion con el respaldo en el lado de 138 kV, lo debrias poder lograr con el 51N, ya que la corriente de falla en el lado de la Delta, se convierte en una sobrecorriente en el lado de 138 kV, que estando bien coordinado deberia ser vista primero por el 51N y no por el 51 (Validar que hayan considerado el factor de 116% para corrientes desde la Delta a la Estrella en 138 kV).   Saludos,................Omar Graterol Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693   --- El dom, 17/10/10, Jhusel Aro Villafuerte <jhus...@gmail.com> escribió:

[Jhusel Aro Villafuerte]

Muchas gracias Omar por sus aclaraciones, siempre tan acertadas.

> 4.En relacion con el respaldo en el lado de 138 kV, lo debrias poder lograr con el 51N, ya que la corriente de falla en el lado de la Delta, se convierte en una sobrecorriente en el lado de 138 kV, que estando bien coordinado deberia ser vista primero por el 51N y no por el 51 (Validar que hayan considerado el factor de 116% para corrientes desde la Delta a la Estrella en 138 kV).

El punto 4 no me  estaba quedando bien claro, las corrientes de cortocircuito que se reflejan en el lado de 138kV, no tienen secuencia cero es por eso que el relé 51N no lo detecta en el software pero cuando cambio por los parámetros  de un relé 51, si lo detecta, como tu mismo me indicas se convierte en una sobrecorriente pero sin componente de secuencia "0" en lado de 138kV, parece ser una flaqueza del software Neplan que no analiza las suma de las corriente fasorial que idealmente debe ser cero y al exisistir la falla esas componentes tanto de secuencia positiva y negativa (10.202A) generan un desbalance el sistema, se supone que la suma de corrientes debe de ser cero y si hay una falla a tierra la corriente debe ser diferente de cero.

Saludos cordiales, Jhusel.
Cusco - Perú

[omar graterol]

Disculpa Jhusel, se convierte en una sobrecorriente en el lado de 138 kV, pero solo es vista por el 51 (No el 51N), y no genera desbalance, ya que las corrientes de secuencia cero en el lado de 10,5kV, son vectores que estan en fase pero existen en todas las fases, esa es la razon de por lo cual If = 3Io, entonces se convierten en sobrecorriente en el primario, pero no generan desbalance. Esa es la razon por lo cual actua el 51 y no el 51N. En todo caso no olvides lo del 116% en el lado de la estrella con relacion a las corrientes en el Delta.   Entonces definitivamente no podras usar esto como respaldo. El respaldo lo podras lograr solo midiendo en 10,5 kV y activando un disparo transferido. OJO, no se como tienes las protecciones de falla a tierra en 10,5 kV (O son solo alarma), pero una forma seria con 50 GS disparando los alimentadores y 51N midiendo en 10,5 kV, coordinado con los 50 GS, pero disparando en 138 kV, ya que no tienes otro interruptor disponible.

Saludos,................Omar Graterol Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693

--- El lun, 18/10/10, Jhusel Aro Villafuerte <jhus...@gmail.com> escribió:

[omar graterol]

Jhusel, el 51N referido en mi nota anterior en 10,5 kV, debe ser 51G midiendo en el neutro del Zig-Zag.   Saludos,..............Omar Graterol --- El mar, 19/10/10, omar graterol <ogra...@yahoo.es> escribió:

[Jhusel Aro Villafuerte]

Muchas gracias por su aclaración, ahora si me queda todo claro.

saludos Jhusel

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Br. Ing. Electrica Jhusel Aro Villafuerte
Cusco - Perú
+51-84-984755311

[Andres Felipe Jaramillo]

Omar:

En el caso de los devanados de 138 kV y 34.5 kV, ambos están puestos a tierra sólidamente, luego las corrientes de falla a tierra en el lado de 34.5 kV se reflejarán en el lado de 138 kV.  

En este caso si hay corriente de secuencia cero en el lado de alta.  Luego la coordinación de tierra del lado de 138 kV, debe involucrar los tiempos de las protecciones de 34.5 kV.

El punto 4 de tu respuesta también puede modificarse en algo teniendo en cuenta este detalle.

AFJS

El 18 de octubre de 2010 10:54, omar graterol <ogra...@yahoo.es> escribió: