La simulación del arco eléctrico /
Walter Fernando Giménez Gutierrez.
- Santa Fe : UNL, Centro de Publicaciones, 2003
- 358 p.
- Ciencia y técnica. Tesis .
CONTENIDO CAPITULO 1: INTRODUCCION GENERAL 17 1.1 Introducción 17 1.2 Justificación e importancia del trabajo 19 1.3 Objetivos generales del trabajo 20 1.3.1. Objetivos intrínsecos 21 1.4 Publicaciones en Congresos 21 1.5 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 1 23 CAPITULO 2: REPRESENTACION DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA 25 2.1 El arco eléctrico 25 2.2 Herramientas disponibles para el estudio de interruptores 27 2.2.1 Modelos tipo "Caja Negra" 28 2.2.2 Modelos físicos del arco eléctrico 28 2.2.3 Modelos basados en diagramas 30 2.2.4 Ventajas e inconvenientes de las técnicas disponibles 35 2.3 Campo de aplicación de las técnicas disponibles 35 2.4 El EMTP/ATP 36 2.5 Representación de interruptores en el ATP 37 2.6 Ejemplos de utilización de interruptores en el ATP 38 2.6.1 Interruptor convencional 39 2.6.2 Interruptor controlado 39 2.6.3 Interruptor estadístico 40 2.6.4 Interruptor sistemático 40 2.6.5 Interruptor de medición 41 2.6.6 Interruptor controlado 41 2.7 Conclusiones 43 2.8 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 2 44 CAPITULO 3: METODOLOGIA PARA LA MODELIZACION DE INTERRUPTORES 47 3.1 Introducción 47 3.2 Modelos básicos del arco eléctrico 48 3.3 Modelos avanzados del arco eléctrico 49 3.4 El proceso de simulación 51 3.4.1 Modelos tipo "Caja Negra" 51 3.4.2 Parámetros de la ecuación del modelo 53 3.4.3 Determinación de los parámetros de la ecuación del modelo 56 3.4.3.1 Métodos para la determinación de los parámetros 54 3.4.3.1.1 Método a partir de un ensayo con reignición 56 3.4.3.1.2 Método Generalizado 58 3.4.3.1.3 Método a partir de varios ensayos de apertura 61 3.4.3.1.4 Método Asturiano 62 3.4.3.2 Métodos especiales para la determinación de parámetros 63 3.4.3.2.1 Circuito especial de inyección de corriente 63 3.4.3.2.2 Método de Zuckler 64 3.5 Metodología desarrollada para la obtención de los parámetros de la ecuación del modelo de arco 65 3.5.1 Programas para la determinación de los parámetros 66 3.5.1.1 Procedimientos utilizados según el método escogido 68 3.5.1.2 Procedimiento a partir de un ensayo con re ignición 69 3.5.1.3 Procedimiento a partir de dos ensayos de apertura 71 3.5.1.4 Procedimiento a partir de un único ensayo 71 CAPITULO 4: SIMULACION DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA CON EL ATP 101 4.1 Introducción 101 4.2 El ensayo del interruptor de potencia 102 4.2.1 Simulación del ensayo 103 4.2.2 Simulación del interruptor 105 4.3 Descripción del funcionamiento de los modelos de arco con parámetros constantes 106 4.3.1 Modelo de Mayr 106 4.3.2 Modelo de Cassie 111 4.3.3 Modelo combinado de Mayr+Cassie 115 4.3.3.1 Separación del modelo combinado 119 4.4 Descripción del funcionamiento de los modelos de arco con parámetros variables 127 4.4.1 Modelo de Mayr 127 4.4.2 Modelo de Cassie 133 4.5 Conclusiones 138 4.6 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 4 139 CAPITULO 5: SIMULACION DE UN INTERRUPTOR DE SF6 EN ALTA TENSION 141 5.1 Introducción 141 5.2 Oscilogramas empleados 142 5.3 Resultados numéricos obtenidos empleando la metodología desarrollada 151 5.3.1 Interruptor D1 151 5.3.1.1 Método de Amsinck 151 5.3.1.1.1 Modelo de Mayr 151 5.3.1.1.2 Modelo de Cassie 152 5.3.1.2 Método Asturiano 152 5.3.1.2.1 Modelo de Mayr 152 5.3.1.2.2 Modelo de Cassie 153 5.3.2 Interruptor D2 154 5.3.2.1 Método de Amsinck 154 5.3.2.1.1 Modelo de Mayr 154 5.3.2.1.2 Modelo de Cassie 154 5.3.2.2 Método Asturiano 155 5.3.2.2.1 Modelo de Mayr 155 5.3.2.2.2 Modelo de Cassie 156 5.4 Análisis de los resultados 156 5.4.1 Observación del grado de dispersión obtenido 156 5.4.2 Rango de variación de los valores de los parámetros 158 5.5 Generalización de valores para el intervalo 158 5.6 Simulaciones de los ensayos 159 5.6.1 Circuito utilizado 159 5.6.2 Empleando parámetro constantes 160 5.6.2.1 Simulación de una apertura 161 5.6.2.1.1 Utilizando el modelo de Mayr 161 5.6.2.1.2 Utilizando el modelo de Cassie 162 5.6.2.1.3 Utilizando el modelo combinado 164 5.6.2.2 Simulación de una reignición 165 5.6.2.2.1 Utilizando el modelo de Mayr 165 5.6.2.2.2 Utilizando el modelo de Cassie 166 5.6.2.2.3 Utilizando el modelo combinado 167 5.6.3 Simulaciones empleando parámetros variables 168 5.6.3.1 Simulación de una apertura 169 5.6.3.1.1 Utilizando el modelo de Mayr 169 5.6.3.1.2 Utilizando el modelo de Cassie 170 5.6.3.2 Simulación de una reignición 170 5.6.3.2.1 Utilizando el modelo de Mayr 171 5.6.3.2.2 Utilizando el modelo de Cassie 172 5.7 Resumen del comportamiento de los modelos 173 5.8 Aplicaciones prácticas 175 5.9 Aplicaciones especiales 180 5.9.1 Estudio de un interruptor de SF6 y 245 [kV] 180 5.9.2 Estudio de un interruptor de 245 [kV] Y distintas mezclas de gases 182 5.10 Conclusiones 183 5.11 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 5 185 CAPITULO 6: SIMULACION DE UN INTERRUPTOR DE AIRE EN BAJA TENSION 187 6.1 Introducción 187 6.2 Los ensayos 188 6.3 Metodología empleada 189 6.4 Los ensayos realizados 194 6.4.1 Ensayos de repetición variando el ángulo de conexión 194 6.4.1.1 Repetición con ángulo de 75° 194 6.4.1.2 Repetición con ángulo de 120° 196 6.4.2 Ensayos de repetición variando la corriente 198 6.4.2.1 Corriente igual a 350 [A] 198 6.4.2.2 Corriente igual a 850 [A] 199 6.4.3 Ensayos de variación del ángulo de conexión 200 6.4.4 Ensayos con reigniciones 202 6.5 Resultados obtenidos 204 6.5.1 Ensayos de repetición variando el ángulo de conexión 204 6.5.1.1 Modelo de Mayr 204 6.5.1.2 Modelo de Cassie 206 6.5.2 Ensayos de repetición variando la corriente 207 6.5.3 Ensayos de variación del ángulo de conexión 209 6.5.3.1 Modelo de Mayr 209 6.5.3.2 Modelo de Cassie 210 6.5.4 Resumen de resultados 212 6.6 Simulaciones 215 6.6.1 Descripción del funcionamiento de los modelos 216 6.6.2 Resultados de las simulaciones para todo el ensayo 220 6.6.3 Resultados de las simulaciones para la región próxima al cero 222 6.7 Aplicaciones 224 6.7.1 Determinación de la curva límite de operación del interruptor 224 6.7.2 Determinación de la calidad del interruptor 227 6.7.3 Comparación entre distintos interruptores 227 6.7.4 Comparación entre distintas corrientes 229 6.8 Conclusiones 230 6.9 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 6 232 CAPITULO 7: SIMULACION DE UN INTERRUPTOR DE VACIO EN MEDIA TENSION 233 7.1 Introducción 233 7.2 El ensayo del interruptor de vacío 234 7.3 Simulaciones de los ensayos 239 7.3.1 El circuito utilizado 239 7.3.2 Intervalo mas menos 1 240 7.3.2.1 Determinación de los valores de los parámetros 240 7.3.2.2 Resultado de la simulación 242 7.3.3 Intervalo -10/+7 243 7.3.3.1 Determinación de los valores de los parámetros 244 7.3.3.2 Resultado de la simulación 245 7.3.4 Intervalo -30/+1 246 7.3.4.1 Determinación de los valores de los parámetros 246 7.3.4.2 Resultado de la simulación 247 7.4 Determinación de los parámetros 248 7.5 Variación de los valores de los parámetros 250 7.5.1 Modelo de Mayr 250 7.5.2 Modelo de Cassie 253 7.6 Conclusiones 255 7.7 Referencias bibliográficas correspondientes al capítulo 7 257 CAPITULO 8: CONCLUSIONES, APORTES Y FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACION 259 8.1 Conclusiones generales 259 8.2 Aportes realizados 260 8.3 Futuras líneas de investigación 262 APENDICE I: METODOLOGIA DESARROLLADA PARA LA OBTENCION DE LOS PARAMETROS 263 I-1 Introducción 263 I-2 Digitalización de oscilogramas 264 I-2.1 Determinación del mejor sentido de digitalización de un oscilograma 265 I-3 Programas para la determinación de los parámetros 267 I-3.1 El archivo de entrada 270 I-3.2 Presentación en pantalla 273 I-3.3 El archivo de salida 275 I-3.4 Opciones de graficación 276 I-4 Optimización del funcionamiento de los programas 287 I-4.1 Optimización del coeficiente de suavizado 287 I-4.2 Optimización de la cantidad de puntos de la tabla de entrada 290 I-5 Comparación gráfica y numérica entre los resultados de los programas para el mismo oscilograma 292 I-5.1 Parámetros constantes 292 I-5.1.1 Potencia y tensión calculada y aproximada como funciones de la conductancia 292 I-5.1.2 Constante de tiempo calculada y aproximada como función de la conductancia 293 I-5.1.3 Potencia calculada y aproximada como función del tiempo 294 I-5.1.4 Constante de tiempo como función del tiempo 294 I-5.1.5 Derivada de la conductancia calculada y aproximada como función de la conductancia 295 I-5.1.6 Conductancia calculada y aproximada como función de la conductancia 296 I-5.2 Parámetros variables 296 I-5.2.1 Potencia calculada y aproximada como función de la conductancia 296 I-5.2.2 Constante de tiempo calculada y aproximada como función de la conductancia 297 I-5.2.3 Potencia calculada y aproximada como función del tiempo 298 I-5.2.4 Constante de tiempo como función del tiempo 298 I-5.2.5 Derivada de la conductancia calculada y aproximada como función de la conductancia 299 I-5.2.6 Conductancia calculada y aproximada como función de la conductancia 300 APENDICE II: ANALISIS Y GENERALIZACION DE RESULTADOS PARA mas menos 4 301 II-1 Introducción 301 II-2 Resultados numéricos obtenidos al emplear la metodología desarrollada 302 II.2.1 Interruptor D1 303 II.2.1.1 Método de Amsinck 303 II.2.1.1.1 Modelo de Mayr 303 II.2.1.1.2 Modelo de Cassie 303 II.2.1.2 Método Asturiano 304 II.2.1.2.1 Modelo de Mayr 304 II.2.1.2.2 Modelo de Cassie 304 II.2.2 Interruptor D2 305 II.2.2.1 Método de Amsinck 305 II.2.2.1.1 Modelo de Mayr 305 II.2.2.1.2 Modelo de Cassie 305 II.2.2.2 Método Asturiano 306 II.2.2.2.1 Modelo de Mayr 306 II.2.2.2.2 Modelo de Cassie 307 II-3 Generalización de los resultados obtenidos 307 II-3.1 Interruptor D1 308 II-3.1.1 Modelo de Mayr 308 II-3.1.1.1 Parámetros constantes 308 II-3.1.1.2 Parámetros variables 309 II-3.1.1.2.1 Método de Amsinck 309 II-3.1.1.2.2 Método Asturiano 310 II-3.1.2 Modelo de Cassie 312 II-3.1.2.1 Parámetros constantes 312 II-3.1.2.2 Parámetros variables 314 II-3.1.2.2.1 Método de Amsinck 314 II-3.1.2.2.2 Método Asturiano 315 II-3.2 Interruptor D2 317 II-3.2.1 Modelo de Mayr 317 II-3.2.1.1 Parámetros constantes 317 II-3.2.1.2 Parámetros variables 318 II-3.2.1.2.1 Método de Amsinck 318 II-3.2.1.2.2 Método Asturiano 320 II-3.2.2 Modelo de Cassie 323 II-3.2.2.1 Parámetros constantes 323 II-3.2.2.2 Parámetros variables 324 II-3.2.2.2.1 Método de Amsinck 324 II-3.2.2.2.2 Método Asturiano 326 II-4 Comparación entre los propios resultados del Método Asturiano 327 II-4.1 Interruptor D1 328 II-4.1.1 Modelo de Mayr 328 II-4.1.2 Modelo de Cassie 330 II-4.2 Interruptor D2 331 II-4.2.1 Modelo de Mayr 331 II-4.2.2 Modelo de Cassie 333 II-5 Comparación entre los resultados del Amsinck y del Asturiano (*CR) 334 II-5.1 Interruptor D1 335 II-5.1.1 Modelo de Mayr 335 II-5.1.2 Modelo de Cassie 336 II-5.2 Interruptor D2 337 II-5.2.1 Modelo de Mayr 337 II-5.2.2 Modelo de Cassie 338 II-6 Comparación y unión entre los resultados según los métodos 339 II-6.1 Interruptor D1 339 II-6.1.1 Modelo de Mayr 339 II-6.1.2 Modelo de Cassie 340 II-6.2 Interruptor D2 341 II-6.2.1 Modelo de Mayr 341 II-6.2.2 Modelo de Cassie 342 II-7 Generalización de valores de parámetros para interruptores de SF6 344 II-7.1 Modelo de Mayr 344 II-7.1.1 Potencia 344 II-7.1.2 Constante de tiempo 345 II-7.2 Modelo de Cassie 346 II-7.2.1 Tensión 346 II-7.2.2 Constante de tiempo 347 II-8 Resumen de los valores calculados para interruptores de SF6 348 Indice de Tablas 349 Indice de Figuras 351 LISTAS DE ABREVIATURAS Y SIMBOLOS 357 Lista de abreviaturas 357 Lista de símbolos 358
9875082333
INTERRUPTORES DE POTENCIA ARCO ELECTRICO INTERRUPTORES-MODELIZACION INTERRUPTORES-SIMULACION DIGITALIZACION DE OSCILOGRAMAS