Cortocircuito (Short Circuit)

Más que un programa regular de Cortocircuito

Electrocon ha redefinido lo que se puede esperar de un programa de cortocircuito. Con Cortocicuito, de CAPE se puede calcular instantáneamente cualquier valor en cualquier tipo de fallo para una red de cualquier tamaño. Esa es una  declaración muy fuerte si se entiende qué significa “cualquier tipo de fallo”. Significa que CAPE no sólo simula fallos estándares, sino aquellos que implican cualquier número de buses a la vez, con conexiones e impedancias especificadas por el usuario entre las fases de esos buses. Siempre que se necesite estudiar los fallos “normales” cuando se configuren los relés, o condiciones muy complejas de fallos tales como fallos entre niveles de voltaje (tensión) en un estudio post mortem, este programa tiene el nervio para hacer el trabajo. Como este programa posee la prestación macro de CAPE, la de configuración y el Lenguaje de programación para el usuario, goza de flexibilidad para automatizar estudios con los que nunca se había soñado. Estas son las razones por las cuales decimos que Cortocircuito es el fundamento computacional de todo el sistema Cape.

Interfaz del Diagrama de una línea

La manera más fácil de trabajar con Cortocircuito (SC) es a través de la interfaz del Diagrama de una línea. Para abrir o cerrar un disyuntor (breaker) se hace clic en el extremo de una línea o en el símbolo conmutar/conectar (switch/tie). Cuando se esté listo para aplicar el fallo, se hace clic en un bus. Los resultados se muestran automáticamente en todo el diagrama. Las cantidades reales y su formato están controladas por las Plantillas de estilo (Style Templates) previamente definidas desde la planilla emergente (pop-up). Se puede hacer mostrar cualquier cantidad conocida por Cortocircuito, o que se le haya dicho a CAPE cómo calcular. Se puede ampliar y panear el diagrama para mostrar cualquier parte del sistema, o dividir la pantalla para mostrar varias partes a la vez. Por conveniencia, se puede conectar o desconectar cualquier nivel de tensión en el diagrama. Además, se puede acceder a los datos y editarlos fácilmente desde el diagrama o desde el Árbol de datos, y decirle a Cortocircuito que reconstruya el modelo de la red.

Los datos de Cortocircuito están integrados con el resto de los módulos CAPE, incluyendo el Diagrama de una línea.

Árbol de datos, menú y teclado como interfaces

CAPE no requiere que se construya un Diagrama de una línea para realizar los estudios de fallos. Se puede utilizar el ‘Arbol de datos (parecido al Explorer), hacer clic en el icono destacado del tornillo, o bien hacer clic en Aplicar fallo (Apply Fault) en la Barra de acción (Action Bar) para comenzar el estudio de fallos. CAPE ayuda a encontrar cualquier bus, línea, empate, o generador con unos pocos clic del ratón, no importa cuán grande sea su caso. Sólo hay que seguir el puntero para obtener resultados inmediatos y productivos. Una ventana emergente ayudará a seleccionar otros buses o simplemente se pueden agregar arrastrándolos desde el Árbol de datos hacia el área informativa. Los usuarios de más experiencia a veces sueltan el ratón y prefieren escribir comandos abreviados CAPE en la línea de comandos.

Presentación múltiple de textos y gráficos

A veces se puede desear que Cortocircuito muestre el Diagrama de una línea, otras que muestre información textual y otras veces que muestre ambas. También se pudiera desear comparar dos estudios, uno al lado de otro. CAPE tiene una interfaz de ventana múltiple que permite observar tanto o tan pocos gráficos como se desee. Se puede tener una, dos o cuatro ventanas de gráfico o texto. Con un clic en el botón Split (dividir) y arrastrando los bordes de las ventanas, se establecen los tamaños apropiados. La fuente y tamaño de las letras, así como el nivel de ampliación de los gráficos, se controlan separadamente en cada ventana.

Algoritmo avanzado para el análisis de fallos

El modelo de matriz de admitancia y las soluciones mediante sofisticados algoritmos empleados por Cortocircuito de CAPE, permiten estudiar una red de cualquier tamaño sin necesidad de emplear la reducción. Los fallos en sistemas con miles de buses se calculan tan fácilmente como aquellos sistemas de sólo unos pocas buses, en una fracción de segundo. No hay compromiso en cuanto a exactitud. Mediante su interfaz gráfica, Cortocircuito produce informes dónde y cuándo sean requeridos; sin que generalmente haya necesidad de almacenar gran cantidad de impresos sobre estudios del sistema completo para futuras referencias. Se informan la fase y secuencia de las tensiones e intensidades en los términos utilizados en ingeniería: unidades, por unidad o una mezcla de ambas.

Ilimitados tipos de fallos

Los programas convencionales sólo manejan fallos trifásicos balanceados, de fase a fase (línea a línea), de dos fases balanceadas a tierra, y monofásicos a tierra (de una línea a tierra). Aunque esto es adecuado en la mayoría de los estudios de rutina, no pueden ser utilizados para simular detalladamente muchos fallos encontrados en la vida real, en los llamados análisis post mortem. Cortocircuito permite construir definiciones propias de fallos, que consisten en cualquier conexión entre fases y tierra con impedancias arbitrarias, y aplicar el fallo en cualquier lugar de la red. En CAPE un "fallo" es definido muy generalmente, como cualquier condición de desbalance en la red. Esto comprende fallos serie, tales como conductores abiertos o caídos, fallos arbitrarios simultáneos que incluyan cualquier número de buses, y fallos con impedancias arbitrarias o inyectores de corriente.

Cortocircuito comprende la reconstrucción de un evento de fallo, no solamente estudios de configuración. Permite construir definiciones de fallos propias y aplicarlas en cualquier lugar de la red.

Modelos detallados y exactos de redes

El modelo de la red es completo y general. Esto comprende estructuras compleja de buses, corrimientos de fase introducidos por transformadores, impedancias distintas en secuencias positiva y negativa, fases y derivaciones fuera de lo normal en transformadores, uniones de buses e interruptores, cargas en líneas de transmisión y acoplamiento mutuo entre líneas de transmisión. Los buses neutros de transformadores y transformadores pueden ser interconectados de cualquier forma y cualquier bus neutro puede presentar fallo. También pueden ser situados CT y relés en las redes neutras. Pueden ser modelados individualmente múltiples generadores y motores en un bus, e identificados en informes con nombres especificados por el usuario. Aunque se supone un perfil plano en las tensiones previas al fallo, pueden ser obtenidas tensiones y cargas reales prefallo a partir de Flujo de potencia CAPE, a través de la base de datos. Si se tienen transformadores modelados con relaciones no nominales en las derivaciones (como hacen la mayoría de las compañías) y no hay almacenada una solución de flujo de potencia, se pudiera comenzar con el método “perfil del generador”, aproximado, pero más real.

CAPE ofrece modelos detallados cuando se necesitan y modelos tradicionales cuando no.

Contingencias de interacción mutua en la red

Resulta fácil aplicar uno o más cambios en la red, aplicar uno o más fallos, y entonces restaurar el sistema a su estado normal. Las líneas pueden ser eliminadas, puestas a tierra o abiertas en un extremo. Una línea a tierra no permite que circulen corrientes de secuencia si está acoplada mutuamente a una línea activa durante el fallo de tierra. Pueden ser insertados nuevos nodos en cualquier lugar a lo largo de la línea, para estudios detallados de fallos en medio de las líneas o al final de éstas. Pueden ser quitados de una sola vez transformadores, líneas con derivaciones (tapped lines) y líneas multiterminales. Pueden cerrarse o abrirse las conexiones de los buses. Generadores, motores y otros dispositivos en paralelo (shunt devices) pueden ser apagados temporalmente. Todos los cambios de la red pueden ser restaurados sobre una base selectiva. Además, cualquier equipo sacado de servicio “permanentemente” puede ser vuelto a poner en servicio con el ratón. Pueden ser tomadas “instantáneas” del estado de la red, que pueden ser guardadas para recuperarlas en cualquier momento posterior.

Modelación opcional para corrientes de carga

En adición al análisis clásico en el cual las corrientes de carga son despreciadas, Cortocircuito puede incluir opcionalmente cargas y tensiones reales en el modelo del sistema. La forma más práctica de proporcionar condiciones iniciales correctas para Cortocircuito es a través de una solución de flujo de potencia. Los resultados del Flujo de potencia son almacenados en la base de datos para que Cortocircuito pueda acceder a ellos. El Flujo de potencia (PF) de CAPE es un excelente programa completo para la planificación de la transmisión, pero también hace posibles análisis de fallos más exactos y por tanto configuraciones más confiables para los relés, particularmente en casos de fallos de alta impedancia. Se puede encontrar más información sobre este programa en la página Flujo de potencia.

Relaciones X/R estandarizadas ANSI

Las corrientes de cortocircuito son requeridas para la evaluación de la interrupción del servicio de disyuntores (brakers). CAPE calcula las relaciones especiales X/R de acuerdo con el estándar ANSI 37.010-1999 (si las resistencias no han sido bien modeladas en los datos, CAPE, puede extraerlas de la información nominal de los equipos, reactancia y estándar ANSI). Cualquier juego de cambios en la red puede ser impuesto a los cálculos. Con las relaciones y cartas contenidas en los estándares, se puede determinar inmediatamente los requisitos para la corriente de interrupción en cualquier localización de un disyuntor. Si se tienen muchos disyuntores que evaluar y no se tiene familiaridad con las normas ANSI o IEC, se debe considerar la adquisición del módulo de análisis Rendimiento de disyuntores CAPE (Breaker Duty, BD). BD es una excelente herramienta y automatiza todo el trabajo.

Monitores genéricos

Los monitores son "medidores registradores" que se pueden definir y situar en cualquier lugar del sistema. El valor monitoreado puede ser cualquier expresión matemática que comprenda intensidades, tensiones e impedancias, calculadas por Cortocircuito. Después que el monitor sea instalado, registrará los máximos y mínimos de los valores monitoreados y las condiciones asociadas de la red durante todos los fallos subsecuentes hasta que sea restablecido (reset). Posteriormente, se podrán observar los valores monitoreados, con la identificación de los fallos y los cambios en la red que los produjeron. A menudo se conocerá por la experiencia qué fallos de un tipo dado producirá la intensidad máxima en un punto. El fallo relevante que produzca la corriente mínima raramente será obvio, pero puede ser igual de importante en la configuración de relés y en determinar la correcta operación bajo condiciones de mínima intensidad. El monitor ahorra tener que buscar esas condiciones mínimas en resultados impresos.

Conversión de datos

El programa Cortocircuito de CAPE proporciona opciones de modelación más allá de las capacidades de la mayoría de los programas existentes, y por tanto los datos de la red almacenados en la base de datos son algo diferentes a los de otros programas. Sin embargo, si ya existen datos de cortocircuito en formatos Siemens PTI PSS/E (reconocidos por DigSilent y otros), ASPEN, Westinghouse, Philadelphia Electric Company (PECo), ANAFAS, o similares, esos datos pueden ser cargados directamente en la base de datos CAPE utilizando el programa utilitario CAPE, de Electrocon. CAPE también escribe archivos de datos de red en los formatos PSS/E, ASPEN y ANAFAS para hacer posible el compartir datos con los vecinos.

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Características

Interfaz Diagrama de una línea para velocidad y conveniencia.

Interfaces: Árbol de datos, menú y teclado.

Presentación en múltiples textos y gráficos.

Los más avanzados algoritmos de análisis de fallo en el sector.

Tipos de fallo ilimitados, definidos por el usuario.

Modelos de red detallados y exactos.

Contingencias de interacción mutua en la red.

Modelación de corrientes de carga cuando se utiliza con Flujo de potencia CAPE.

Relaciones X/R del estándar ANSI X/R para evaluación del rendimiento de disyuntores.

Monitores genéricos para resumir estudios voluminosos.

Servicios opcionales de conversión de datos.

Jeff Quada