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Universidad Tecnológica de Pereira – Tecnología Eléctrica SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA - Ejercicios Cortocircuito

Prof: Antonio Escobar Z. 1. Para el sistema de la figura, evalúe la corriente de falla sólida a tierra: LLLT en el nodo 2 y determine los voltajes residuales en los nodos no fallados y la corriente de cortocircuito que fluye por las líneas, los transformadores y los generadores.

Datos de elementos (en p.u.): G1 G2 Ta Tb Tc Td L13 L24

x’’ =j 0.013 xs= j 0.041 Z2 = (0.01 + j0.011) X0 = j0.015 x’’ =j 0.014 xs= j 0.051 Z2 = (0.02 + j0.012) X0 = j0.017 Xn = j0.01 X1 = X2 = X0 = J0.04 X1 = X2 = X0 = J0.04 X1 = X2 = X0 = J0.05 X1 = X2 = X0 = J0.05 Z1 = Z2 = (0.02 + j0.06) Z0 = (0.06 + j0.09) Z1 = Z2 = (0.02 + j0.05) Z0 = (0.05 + j0.08)

2. Asuma que la línea 1-3, del problema 1, sale de operación por un evento imprevisto. Recalcule las corrientes de falla en las líneas, los transformadores y los generadores para el cortocircuito LLLT sólido a tierra, en el nodo 2. Compare los resultados con los obtenidos en el problema 1 y concluya acerca del impacto de esta contingencia simple en el valor de las corrientes de cortocircuito. 3. Para el problema 1, calcule las corrientes de cortocircuito en la línea 2-4 para los siguientes fallos: LLLT en el nodo 1, LLLT en el nodo 2, LLLT en el nodo 3, LLLT en el nodo 4. Compare los resultados y concluya.

4. Para el problema 1, determine las corrientes y los voltajes en las fases a, b y c, del nodo 3 después de que ocurre un fallo L-T en la fase a de dicho nodo. 5. Para el sistema de la siguiente figura, evalúe la corriente de falla sólida a tierra: LLLT en el nodo 3 y los voltajes residuales en los nodos no fallados. Calcule la corriente que aporta cada generador durante el cortocircuito y la corriente de cortocircuito que fluye por la línea 1-2.

Datos de elementos (en p.u.) sobre unas bases de 115 KV y 100 MVA: G1

x’’ =j 0.012 xs= j 0.033 Z2 = (0.02 + j0.021) X0 = j0.011 xn = j 0.01 G3 x’’ =j 0.013 xs= j 0.044 Z2 = (0.01 + j0.017) X0 = j0.014 Transformadores X1 = X2 = X0 = J0.034 L12 Z1 = Z2 = (0.014 + j0.05) Z0 = (0.03 + j0.089) Lineas 14 Z1 = Z2 = (0.02 + j0.054) Z0 = (0.053 + j0.07) L24 Z1 = Z2 = (0.022 + j0.045) Z0 = (0.06 + j0.098) 6. Determine las corrientes y los voltajes en las fases a, b y c, del nodo 3 después de que ocurre un fallo L-T en la fase a de dicho nodo. 7. Para el problema 5, aplique teoría de circuitos para determinar las impedancias de Thevenin de secuencia positiva, negativa y cero en todos los nodos y compare los resultados con los valores de la diagonal de las matrices Z BUS de secuencia positiva, negativa y cero. Concluya. 8. Para el sistema de la siguiente figura, evalúe la corriente de falla sólida a tierra: LLLT en el nodo 2 y, para cada uno de los casos enumerados a continuación determine el voltaje residual en el nodo 3 y la corriente de cortocircuito que fluye por la línea 2-4. Diga en que caso es más alta la corriente de cortocircuito en la línea 2-4 y en que caso es más bajo el voltaje residual en el nodo 3: a) con todos los elementos; b) Sin el generador g1; c) sin el generador g3; d) sin el transformador T1; e) sin las dos líneas existentes entre 1-4.

Datos de elementos (en p.u.) sobre unas bases de 115 KV en el nodo 1 y 100 MVA: G1

x’’ =j 0.013 xs= j 0.034 Z2 = (0.02 + j0.021) X0 = j0.011 xn = j 0.01 G3 x’’ =j 0.012 xs= j 0.043 Z2 = (0.01 + j0.017) X0 = j0.014 Transformadores X1 = X2 = X0 = J0.032 T1, T2, T3 Lineas 14 Z1 = Z2 = (0.02 + j0.054) Z0 = (0.053 + j0.07) L24 Z1 = Z2 = (0.022 + j0.045) Z0 = (0.06 + j0.098) 9. Para el sistema de la siguiente figura evalúe la corriente de falla sólida a tierra: LLLT más severa y, para este caso, determine a) los voltajes residuales en los nodos no fallados; b) la corriente de cortocircuito que fluye por la línea 2-3.

Datos de elementos (en p.u.) sobre unas bases de 115 KV y 100 MVA: G1

x’’ = X1 =j 0.010; Z2 = (0.01 + j0.013) X0 = j0.011 xn = j 0.01 G4 x’’ = X1 = j 0.012 ; Z2 = (0.005 + j0.009) X0 = j0.008 Transformador T1 X1 = X2 = X0 = J0.029 Transformador T2 X1 = X2 = X0 = J0.031 Transformador T3 X1 = X2 = X0 = J0.034 L23 Z1 = Z2 = (0.012 + j0.04); Z0 = (0.025 + j0.066)

10. Para el problema 9, determine las corrientes y los voltajes en las fases a, b y c, del nodo 3, después de que ocurre un fallo L-T en la fase a de dicho nodo. Dibuje el diagrama fasorial resultante para las corrientes y los voltajes