Concepto de estado subtransitorio, transitorio y estacionario

<p style=”text-align: justify;”>El concepto de Subtransitorio, Transitorio y Estacionario surge en caso de falla en un Alternador. Supongamos un cortocircuito repentino en el alternador trif谩sico. La corriente de falla fluir谩 en las tres fases del alternador y su forma de onda ser谩 como se muestra en la figura a continuaci贸n.

Cuando el alternador est谩 cortocircuitado, las corrientes en todas las tres fases aumentan r谩pidamente a un valor alto de alrededor de 10 a 18 veces la corriente a plena carga, durante el primer cuarto de ciclo. El flujo que cruza el entrehierro es grande durante un primer par de ciclos. La reactancia durante estos primeros dos o tres ciclos es m铆nima y la corriente de cortocircuito es alta. Esta reactancia se llama reactancia subtransitoria y se denota por X鈥. Los primeros ciclos se encuentran en un estado subtransitorio.

Despu茅s de unos primeros ciclos, la disminuci贸n en el valor rms de la corriente de cortocircuito es menos r谩pida que la disminuci贸n durante los primeros ciclos. Este estado se denomina estado transitorio y la reactancia en este estado se denomina reactancia transitoria X’. los cortacircuitos los contactos se separan en el estado transitorio.

Finalmente, el transitorio se extingue y la corriente alcanza un estado sinusoidal estacionario llamado estado estacionario. La reactancia en este estado se denomina reactancia de estado estacionario Xd. Dado que la corriente de cortocircuito del alternador va a la zaga del voltaje en 90 grados, la reactancia involucrada es la reactancia del eje directo.

Como se desprende claramente de la figura anterior, los componentes de cd en las tres fases son diferentes; por tanto, las formas de onda de las tres fases no son id茅nticas. Si el voltaje de la fase, digamos, Y, es m谩ximo en el instante del cortocircuito, el componente de CC de la corriente de cortocircuito es cero. Por lo tanto, la forma de onda es sim茅trica, como se muestra en la figura a continuaci贸n.

Las corrientes y la reactancia vienen dadas por las siguientes expresiones,

Donde

I = corriente de estado estacionario, valor rms

I’ = corriente transitoria, valor rms

I鈥 = Corriente subtransitoria, valor rms

Ea = fem inducida por fase

Xd = Reactancia s铆ncrona del eje directo

Xd’ = Reactancia transitoria del eje directo

Xd鈥 = Reactancia subtransitoria de eje directo

A medida que se produce el cortocircuito, la corriente de cortocircuito alcanza un valor elevado. El contacto del interruptor autom谩tico comienza a separarse despu茅s de la operaci贸n del rel茅 de protecci贸n. Los contactos del disyuntor se separan durante el ‘estado transitorio’. El valor eficaz de la corriente en el instante de la separaci贸n de los contactos se denomina corriente de corte del interruptor autom谩tico y se expresa en kA.

Si un interruptor autom谩tico se cierra debido a una falla existente, la corriente aumentar铆a a un valor alto durante el primer medio ciclo. El valor pico m谩s alto de la corriente se alcanza durante el pico del primer bucle de corriente. Este valor pico se denomina corriente de cierre del interruptor autom谩tico y se expresa en kA. Esta es la raz贸n por la que la corriente de cierre del interruptor autom谩tico es m谩s alta que la corriente de corte.

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