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Voltaje de recuperación transitoria

Ejemplos de formas de onda TRV La tensión de recuperación transitoria ( TRV ) en interruptores automáticos de alta tensión es la tensión que aparece entre los terminales tras la...

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Ejemplos de formas de onda TRV

La tensión de recuperación transitoria ( TRV ) en interruptores automáticos de alta tensión es la tensión que aparece entre los terminales tras la interrupción de la corriente. Es un parámetro crítico para la interrupción de fallas mediante un interruptor automático de alta tensión; sus características (amplitud, velocidad de subida) pueden provocar una interrupción exitosa de la corriente o una falla (denominada reignición o reencendido).

La TRV depende de las características del sistema conectado a ambos terminales del interruptor automático y del tipo de falla que este interruptor automático debe interrumpir (fallas monofásicas, bifásicas o trifásicas, fallas con o sin conexión a tierra...).

Las características del sistema incluyen:

  • tipo de neutro (con conexión a tierra efectiva, sin conexión a tierra, con conexión a tierra sólida...)
  • tipo de carga (capacitiva, inductiva, resistiva)
  • Tipo de conexión: conexión por cable, conexión por línea...

La TRV más severa se aplica en el primer polo de un interruptor automático que interrumpe la corriente (denominado primer polo a liberar en un sistema trifásico). Los parámetros de las TRV se definen en normas internacionales como IEC e IEEE (o ANSI ).

Carga capacitiva

Figura 1 - Tensión de recuperación en caso de carga capacitiva
Figura 2 - Tensiones en los terminales del primer polo que elimina las corrientes capacitivas trifásicas en un sistema con neutro aislado.
Figura 3 - Evolución de las tensiones con reencendido que ocurre medio ciclo después de la interrupción de la corriente, en el caso de conmutación de corriente capacitiva monofásica.

Los casos típicos de cargas capacitivas son las líneas sin carga y los bancos de condensadores.

Circuito inductivo

Fallo terminal

Figura 4 - TRV en circuito inductivo

Una falla en los terminales es una falla que ocurre en los terminales del interruptor automático. El interruptor automático interrumpe un cortocircuito con la corriente en cero; en ese instante, la tensión de alimentación es máxima y la tensión de recuperación tiende a alcanzar la tensión de alimentación con un transitorio de alta frecuencia. El valor normalizado del sobreimpulso o factor de amplitud es 1,4.

Falla de línea corta

Una falla de línea corta es una falla que ocurre en una línea a unos cientos de metros o varios kilómetros del terminal del interruptor automático. Como se muestra en la Figura 5, la TRV se caracteriza, en su parte inicial, por una tasa de aumento pronunciada debido a una oscilación de alta frecuencia producida por ondas viajeras que viajan en la línea con reflexiones positivas y negativas en el terminal del interruptor automático y en el punto de falla, respectivamente. [ 1 ] La superposición de estas ondas viajeras da los perfiles de voltaje en la línea que se muestran en las Figuras 6 a 14 con, en el eje horizontal, la posición del terminal del interruptor automático a la izquierda y el punto de cortocircuito a la derecha.

El perfil de voltaje se proporciona en diferentes instantes después de la interrupción de la corriente, donde T L es el tiempo necesario para que una onda viaje desde el interruptor automático a lo largo de la línea y regrese al terminal del interruptor automático.

La figura 15 muestra, en función del tiempo, la variación de la tensión en el terminal de línea del interruptor. Si se desprecian las pérdidas, la variación de tensión es el doble de la tensión inicial; en realidad, es aproximadamente 1,6 veces la tensión inicial. La forma de onda triangular de la tensión en el terminal de línea, combinada con una variación de la tensión en el lado de la alimentación a menor frecuencia, produce la variación en diente de sierra de la TRV que se muestra en la figura 5.

Figura 5 - TRV en caso de falla de línea corta.
Figura 6 - Instante 0 (instante de interrupción de la corriente)
Figura 7 - Instantáneo T L /8
Figura 8 - Instantáneo T L /4
Figura 9 - Instantáneo 3T L /8
Figura 10 - Instantáneo T L /2
Figura 11 - Instantáneo 5T L /8
Figura 12 - Instantáneo 3T L /4
Figura 13 - Instantáneo 7T L /8
Figura 14 - Instantánea T L
Figura 15 - Variación temporal de la tensión en el terminal de línea del interruptor automático

La tensión de retorno transitoria (TRV) en caso de cortocircuito se caracteriza por una tasa de aumento proporcional a la pendiente de la corriente en el momento de la interrupción y, por lo tanto, a la amplitud de la corriente de cortocircuito  :dtúdt=Zdidt{\displaystyle {\frac {du}{dt}}=Z{di \over dt}\,}donde Z es la impedancia de sobretensión de la línea.

El valor estandarizado de Z es 450  Ω, es igual a(l/do){\displaystyle {\sqrt {(}}l/c)\,}donde l y c son la autoinductancia y la capacitancia de la línea por unidad de longitud.

Condición de desfase

Figura 17 - TRV en condiciones de desfase

Referencias

  1. ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 17-06-2011 . Recuperado el 06-08-2012 .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace )
  • Tutorial del Comité de Aparamenta del IEEE 2008: Tensiones de recuperación transitoria (TRV) para interruptores de circuito de alta tensión, D. Dufournet , en ewh.ieee.org
  • TRV para interruptores automáticos de alta tensión , tutorial de IEEE por R. Alexander y D. Dufournet, en ewh.ieee.org