fallas en serie

Fallas en serie 2015

1 Anlisis de sistemas de potencia 2 Ing. Holger meza Cayani Mendoza Michael Hernan

Tabla de contenido CIRCUITO ABIERTO .............................................................................................................................. 3

Fases Abiertas (I) ................................................................................................................................. 3

Planteamiento General en Mallas de Secuencia ............................................................................. 3

Anlisis............................................................................................................................................. 4

Una Fase Abierta ............................................................................................................................. 8

Anlisis........................................................................................................................................... 10

Dos Fases Abiertas ........................................................................................................................ 17

Anlisis........................................................................................................................................... 19

Contra cortocircuito entre espiras misma fase y fases abiertas ....................................................... 31

Resumen ............................................................................................................................................ 33

Proteccin contra Cortocircuito Entre Espiras Misma Fase y Fases Abiertas ................................... 35

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS POTENCIALES (AMEF) ..................................................... 37

REQUERIMIENTOS DEL AMEF........................................................................................................ 38

BENEFICIOS DEL AMEF .................................................................................................................. 38

FORMATO Y ELEMENTOS DEL AMEF ............................................................................................. 39

MODO DE FALLA POTENCIAL ........................................................................................................ 40

EFECTOS DE FALLA POTENCIAL ..................................................................................................... 40

CONTROLES ACTUALES .................................................................................................................. 41



INTRODUCCIN

Las redes elctricas cada vez adquieren una mayor relevancia y junto a ella los

elementos que la componen como es el caso de los transformadores de potencia.

La misin de estos equipos es determinante para el funcionamiento adecuado de

los sistemas elctricos de potencia con la finalidad de interconectar entre s

diferentes niveles de tensin, minimizando las prdidas de potencia activa para

optimizar la transmisin de la energa desde el nivel de generacin, pasando por la

red de transporte y distribucin, hasta llegar al consumidor final.

Los denominados fallos, cortocircuitos, contingencias o faltas pueden ser provocados por diversos factores, por ejemplo el ajuste de protecciones, incumplimiento de distancias de seguridad, rayos y en definitiva cualquier accidente natural o provocado. Tambin existen faltas entre elementos internos del transformador que pueden ser debidos a degradacin del aislamiento interno, a una errnea colocacin de los arrollamientos, rotura de los mismos, degradacin del aceite, y como se puede observar en el mundo de las faltas en general, la casustica es muy amplia para la aparicin de fallos. Las faltas que se pueden generar en funcin de cmo se produzcan las

conexiones son de tipo trifsica, monofsica, bifsica a tierra, sin tierra, incluso

puede presentarse el caso de la apertura de una de las fases o de dos de ellas (la

llamada falta serie), lo que ser estudiado de forma especfica eneste proyecto.

Adems se puede dar el caso de aparicin de faltas de forma simultnea, aunque

no es muy habitual.



CIRCUITO ABIERTO

Los conductores en circuito abierto, consisten en la falta de continuidad

elctrica de una o ms fases del circuito. Las causas de los circuitos

abiertos son muy variadas entre ellas se pueden mencionar:

o La operacin incorrecta de un interruptor al abrir o cerrar.

o La ruptura de los puentes de amarre de una lnea de transmisin,

etc.

La importancia del estudio de las condijo es del circuito abierto, es debido a

la presencia de tenciones y corrientes desbalanceadas, constituyendo un

gran riesgo de dao para las mquinas.

Fases Abiertas (I)

Planteamiento General en Mallas de Secuencia



Anlisis

Este tipo de fallas involucran dos nodos del sistema, tal como se muestra en la Figura.

Figura. Falla serie entre los nodos r y q de un sistema elctrico.

Entonces, el equivalente de Thevenin se obtiene entre los nodos r y q, y siguiendo la metodologa para fallas en derivacin, ahora se inyecta una corriente de falla en los dos nodos del sistema, a fin de determinar los voltajes.

Al igual que en las fallas en derivacin, es conveniente usar la matriz de admitancias de falla, en lugar de la matriz de impedancias de falla. Aqu, las matrices de admitancias de falla tambin se definen con base a las diferencias de voltaje entre nodos y las corrientes que circulan por las fases correspondientes.



En trminos generales, una falla serie entre los nodos r y q del sistema elctrico, puede representarse por la Figura 10.4.

Figura 10.4. Voltajes y red de falla serie en funcin de impedancias entre los nodos r y q.

De la Figura 10.4, se define a los siguientes voltajes:

= Voltaje complejo en el nodo r, fase a.

= Voltaje complejo en el nodo r, fase b.

= Voltaje complejo en el nodo r, fase c.



= Voltaje complejo en el nodo q, fase a.

= Voltaje complejo en el nodo q, fase b.

= Voltaje complejo en el nodo q, fase c.

Adems, en trminos de admitancias, la matriz de falla estar dada por:

(10.38)

Si , , , entonces la matriz de (10.38) se simplifica a:

(10.39)

Si se pasa al marco de referencia de secuencias, a travs del producto matricial:

(10.40)



Donde es la matriz de admitancias de falla en componentes de secuencia (012), y representa el caso general de una falla trifsica serie. Substituyendo (10.38) en (10.40) y desarrollando el producto matricial, se obtiene:

(10.41)

A partir de la matriz (10.41), se puede derivar a los elementos para cada falla serie en particular, tal como se describe a continuacin.



Una Fase Abierta

Se asume que la falla ocurre en la fase a. En el punto de falla se presenta la condicin siguiente,

La transformacin de componentes simtricas aplicada a las condiciones en el punto de falla en el marco de referencia abc indica que las tres redes de secuencia correspondientes a la fase abierta, debern ser conectadas en paralelo como se muestra en la figura siguiente:



Anlisis

Si se supone que la fase a es la fallada, entonces , de modo que la matriz (10.41) se reduce a la siguiente:



Suponiendo que y , la matriz anterior se simplifica a:

(10.42)

Ahora bien, si se supone que no existen acoplamientos mutuos entre las

fases b y c, entonces y la matriz de falla en (10.42) se modifica a la siguiente:

lo cual resulta en:

(10.43)



Para el caso en que la fase b sea la fallada, se tiene el siguiente resultado:

(10.44)

y para cuando la fase c est abierta:

(10.45)

En la figura 6.15 se muestra la corriente en el arrollamiento de AT (lado izquierdo

de la figura) para el caso de una falta serie monofsica en el lado de AT, y en la

misma figura se refleja la corriente en el arrollamiento de BT (lado derecho de la

figura) para el caso de una falta serie monofsica en el lado de BT.



A grosso modo, las distribucin de las componentes de secuencia de las

corrientes no difieren mucho entre el caso de que la falta serie se produzca en el

lado de AT y el caso en el que la falta serie se produzca en el lado de BT (las

grficas se han representado en valor absoluto). De la figura 6.15 se pueden

extraer conclusiones como que la red de secuencia directa es la ms influyente y

que la red de secuencia homopolar slo acta si el transformador est puesto a

tierra en el lado donde se produce la falta. Otra observacin importante es el

escaso valor que adquieren las componentes de corriente, mucho menores a las

que se tienen en una falta derivacin, adems de la particularidad de la menor

corriente de secuencia homopolar en el caso de la falta en AT y el grupo de

conexin YNy, y por similitud la falta en BT con conexin Yyn.

De forma anloga a los casos estudiados con anterioridad, la figura 6.15bis

pretende apoyar a la grfica 6.15 en la realizacin de su anlisis.



Al mismo tiempo se puede observar en la figura 6.16 como el arrollamiento

terciario absorbe una pequea parte de la intensidad. En el caso ms desfavorable

de los estudiados se puede llegar a alcanzar un valor de 0.95 pu.}



Como era de esperar, las grficas de las figuras 6.17 y 6.18, correspondientes a

las intensidades a travs de las fases RST muestran que una de las corrientes es

nula y las otras dos son iguales, donde los valores se ubican alrededor de 1 por

unidad. En el anlisis de las grficas 6.17 y 6.18 se ha observado que en el lado

opuesto a la falta se pueden ver circulaciones por la fase enfrentada a la fase

abierta que, en el caso de las configuraciones con terciario que implican esta

circulacin de corriente, se entiende que es generada por el propio terciario en

coincidencia con el neutro en el lado contrario a la falta. En los casos Yyn y YNy,

donde se observan circulaciones a travs de la fase R se puede decir que es

debido a la existencia de neutro en el lado opuesto y que la cuba acta como

terciario, por lo que se induce esa intensidad. De una forma concluyente se puede

decir que la apertura de una de las fases es casi indiferente a la puesta o no de

neutro en lo relativo a las circulaciones a travs de las fases, as como que en alta

y baja tensin no se observan diferencias significativas. Sin embargo, no hay que

olvidar la influencia del grado de carga previo de la lnea y que este anlisis ha

sido desarrollado por completo para un grado previo de carga de la lnea de 1 pu.



Las circulaciones de la intensidad a travs de la red y de los neutros del

transformador son muy consecuentes con las configuraciones de neutro para el

transformador estrella-estrella con y sin arrollamiento terciario. Es notorio que la

impedancia homopolar en el caso de una fase abierta en AT, para la configuracin

YNy merma en gran medida la circulacin a travs del neutro. Ocurre lo mismo

para una falta en BT con la configuracin Yyn. En el caso del neutro del lado

opuesto a la falta, queda constancia en las figuras 6.19 y 6.20 de la influencia del

arrollamiento terciario, as como de la influencia de disponer de rgimen de neutro

en ambos niveles de tensin con posibilidad de puesta a tierra.

Dos Fases Abiertas

Se asume que la falla ocurre en las fases b y c. En el punto de falla se presenta la condicin siguiente,



La transformacin de componentes simtricas aplicada a las condiciones en el punto de falla en el marco de referencia abc indica que las tres redes de secuencia correspondientes a las dos fases abiertas, debern ser conectadas en serie como se muestra en la figura siguiente.



Anlisis

Para esto, se supone abiertas a las fases b y c, por lo

que , de modo que la matriz de admitancias de falla (9.41) se simplifica a la siguiente:

En caso de que , entonces:

(10.46)



En caso de que las fases abiertas sean a y b, entonces:

(10.47)

Si las fases abiertas son a y c, entonces la matriz de admitancias de falla ser:

(10.48)

Al igual que con las fallas en derivacin, una vez conocida la matriz de falla, es posible calcular voltajes y corrientes para una falla serie en particular. La Figura 10.5 muestra las condiciones entre los nodos r y q del sistema elctrico.



Figura 10.5. Corrientes de falla inyectadas en los nodos r y q del sistema elctrico.

El vector de corrientes de falla ser ahora como sigue:

o tambin, (10.49)

Los voltajes de falla son los siguientes:

Notndose que en se tiene dos posiciones distintas de cero. En particular, el voltaje en el nodo r es:

(10.50)



y en el nodo q:

(10.51)

La diferencia de voltaje entre ambos nodos es:

y de aqu,

(10.52)

Si , la ecuacin anterior se reduce a la siguiente:

(10.53)



De esta ltima ecuacin se nota que nicamente se requiere de dos columnas de la matriz de impedancias nodal de secuencias. Por otro lado,

donde el voltaje de falla es precisamente la diferencia de voltajes entre los nodos r y q, de modo que:

(10.54)

Substituyendo (9.54) en (9.53):

Despejando a la diferencia de voltajes de prefalla:



Debido a que y haciendo:

la ecuacin de voltaje de prefalla resulta en la siguiente:

Desarrollando:

Premultiplicando ambos lados por :



Despejando a la corriente de falla de la expresin anterior:

Substituyendo el valor de la impedancia equivalente:

(10.55)

Una vez conocidas las corrientes de falla de secuencias, se substituyen en la ecuacin:

Desarrollando:



Generalizando:

(10.56)

En el caso de estudio para una falta serie bifsica (dos fases abiertas), las

intensidades a travs del transformador en la red de secuencia son las que se

pueden ver en la figura 6.21, dnde se puede llegar a la conclusin de una forma

rpida de que las redes de secuencia se encuentran conectadas en serie, al

adquirir todas ellas el mismo valor. En los casos en los que la falta se produce en

el lado con puesta a tierra del neutro existen circulaciones de intensidad muy

leves. Sin puesta a tierra del neutro en el lado de la falta, la corriente que se

modela como el sumatorio de las intensidades de las redes de secuencia equivale

a cero, como se muestra en la siguiente figura.



La corriente a travs del terciario es la que se representa a continuacin y

tampoco parece ser excesiva en el caso de apertura en el lado de AT. En el caso

de la corriente a travs del arrollamiento terciario en baja tensin, segn el tipo de

conexin de neutro los valores mximos alcanzados no superan 1 p.u. en los

casos en los que circula corriente por el arrollamiento terciario, como se muestra

en la figura 6.22.



Para este caso de dos fases abiertas en el lado donde se produce la falta, la

intensidad que se muestra en la figura 6.23 equivale al sumatorio de la que circula

a travs de las 3 fases, por consiguiente, la corriente que circula en valores por

unidad por la fase R, que se ha supuesto la fase sin falta. Esta intensidad ser la

misma que la de la red de secuencia ya que esta red tambin se modela en serie

(relacin entre las figuras 6.21, 6.23 y 6.24).



La apertura de dos de las fases no implica que no pueda circular intensidad por

esas mismas fases del lado contrario a la falta. Esto se representa para las

mismas condiciones que las comentadas para el caso de una fase abierta (ver las

barras de color roja y verde, correspondientes a las fases S y T en las figuras 6.23

y 6.24), que son la existencia de neutro en el lado opuesto a la falta, excepto en el

caso YNyn.



Las figuras 6.25 y 6.26 responden de una forma fiel a los mismos criterios que los

adoptados en la falta serie monofsica (figuras 6.19 y 6.20). Antes de finalizar el

anlisis, es necesario recordar de nuevo que para los estudios de una fase y dos

fases abiertas se han adoptado el criterio de una corriente de prefalta con un valor

de 1 pu.

Este valor es variable en la aplicacin y tras diversas comprobaciones puntuales

para certificar su correcto funcionamiento e influencia en los clculos, se ha

observado que modificar el grado de carga previo del transformador de estudio

sigue una progresin lineal, por lo que se puede afirmar que la influencia de este

parmetro en los casos de una falta serie monofsica y una falta serie bifsica,

afectan linealmente a los resultados obtenidos en la aplicacin.

Es necesario puntualizar que en las faltas de tipo serie monofsica y bifsica

producidas por la rotura de un conductor, as como el falso cierre de un polo de un

disyuntor o seccionador, supone un desequilibrio de carga entre fases que puede

causar graves calentamientos. Este fenmeno tambin se produce en las faltas

bifsicas a tierra y monofsicas, pero en estas es de una forma ms pronunciada y

esto hace que acten las protecciones directamente. Dnde hay que tener ms en

cuenta las protecciones de discordancia de polos es en las faltas serie as como

las protecciones de carga desequilibrada. Ambas deben estar dimensionadas para

detectar ese desequilibrio en la carga.



Como se ha observado, tras la apertura de una o dos de las fases se generan

corrientes de secuencia inversa y homopolar. Ante tal situacin la corriente inversa

se detecta a travs de dos tipos de rels utilizados para el anlisis. Uno de los

rels es el de apoyo de sobre intensidad temporizado con escalones discretos y el

otro es el rel de caracterstica de tiempo inverso (y ms recomendable segn

[Cgp]).

Los rels de mnima tensin tambin se tienen que tarar y tener en cuenta debido

a que en las faltas con fases abiertas se produce un poco el mismo fenmeno que

en la falta monofsica y bifsica a tierra pero en menor medida, por lo que su valor

de tara tiene que ser menor ante este tipo de faltas.

Contra cortocircuito entre espiras misma fase y fases abiertas

Un cortocircuito entre espiras de una misma fase debe ser localizado y el

generador desconectado del sistema, debido a que puede convertirse con facilidad

en un cortocircuito de fase a tierra comprometiendo el ncleo del estator. Esta

clase de cortocircuito no surge en grandes generadores que poseen una vuelta

por fase por ranura (barra Roebel); adems, no pueden ser detectados a travs de

la proteccin diferencial longitudinal, debido a que sta se basa en el principio de

comparacin serie, y en este caso, por ser una perturbacin serie no existe

diferencia entre la corriente que circula por el principio de la fase y la que circula

por el final.

El sistema de proteccin que se aplica para esta clase de cortocircuito depende de

la disposicin constructiva del generador. La proteccin difiere en el caso de un

generador con dos enrollados por fase o con un solo enrollado por fase.

En el primero de los casos el cortocircuito entre espiras puede localizarse

cotejando las corrientes de los dos enrollados que constituyen la fase. La

proteccin que emplea este principio de comparacin paralela recibe el nombre de

proteccin diferencial transversal. La sensibilidad del rel que se emplee

depender de la no igualdad de los dos enrollados que componen cada fase y del

comportamiento desigual de los transformadores de corriente. Una solucin



posible radica en emplear un transformador de corriente de dos primarios y un

secundario que alimenta el rel. Se trata de un transformador del tipo ventana,

conformado por dos ventanas y una pierna central en donde se enrolla el

secundario; por cada ventana pasa cada cable correspondiente a cada enrollado y

la diferencia surge magnticamente. Debido al tipo de comparacin paralela en

que esta proteccin se basa, puede localizar cortocircuitos de un enrollado a tierra,

de dos enrollados de distintas fases, al igual que la apertura de uno de los

enrollados. Existen especialistas partidarios de que la proteccin diferencial

transversal anule a la longitudinal, particularmente en el caso de la conexin en

bloque en que la proteccin diferencial del transformador cubre tambin el

generador. La proteccin diferencial del transformador protege contra

cortocircuitos entre fases en aquellas zonas exteriores a los puntos de unin de

las subfases. Los defensores de la proteccin diferencial longitudinal, no obstante

de reconocer las cualidades de la transversal, insisten en la ventaja de instalarla

debido a que facilita la localizacin del cortocircuito.

Si se trata de un generador con un solo enrollado por fase, puede localizarse el

cortocircuito entre espiras y tambin la fase abierta a travs del mtodo de medir

la tensin al neutro de cada fase del generador.

Es necesario conectar en los bornes del generador un transformador de potencial

con su primario conectado en estrella y se une su neutro con el del generador, el

secundario del transformador se conecta en delta con un vrtice abierto del cual

se alimenta un rel de sobretensin que mide la tensin residual (3 V0).

El rel puede ser ajustado de manera que diferencia entre la tensin residual

producida por un cortocircuito entre espiras y un cortocircuito a tierra externo al

generador. Esto es factible debido a que el circuito para el cortocircuito a tierra

externo abarca la impedancia de neutro, mientras que el cortocircuito entre espiras

reacciona directamente en el enrollado del transformador de potencial que se

encuentra conectado en paralelo con el enrollado de cada fase de la mquina.



Si se trata de generadores con neutro conectado a tierra mediante resistencias de

bajo valor, el rel debe poseer un elemento de tiempo que le posibilite coordinarse

con cortocircuitos de fase a tierra externos al generador.

Existe un sistema de proteccin alternativo basado en el hecho de que cualquier

asimetra en las corrientes estatricas hace circular componentes de secuencia

negativa, las cuales producen un campo rotatorio que gira a la misma velocidad

que el campo de secuencia positiva pero en sentido contrario, por lo tanto induce

en el rotor corrientes de doble frecuencia.

Dichas corrientes pueden localizarse a travs de la conexin en el campo de un

rel sintonizado a esa frecuencia, de manera que detecte los cortocircuitos

asimtricos externos al generador.

Resumen

La relevancia de las redes de secuencia (en adelante RdS) directa, inversa y

homopolar se manifiesta de forma explcita en este captulo y sus conclusiones se

relacionan directamente con los objetivos del presente documento. En primer

lugar, un estudio profundo sobre cada una de las redes de secuencia se ha

realizado desglosndolas en sus impedancias de las redes a la que se

interconectan. Por un lado, las impedancias de la red de mayor tensin o red de

AT, y por otro lado, las de la red de menor tensin o red de BT, en los que aplica a

su impedancia homopolar se observa que sufre modificaciones desde 0.1 hasta 4

pu, dependiendo de si se trata de un generador, una red mallada con puesta a

tierra o sin puesta a tierra. Este criterio es importante ya que repercute de forma

concreta en que la corriente sea derivada en mayor o menor medida en la

direccin de la falta o del transformador. Tambin se han mostrado a ttulo

introductorio del cuarto captulo las impedancias de las redes de secuencia del

propio transformador en lo que respecta a la secuencia homopolar y su modelado

en T, que queda diferenciado del modelado de secuencia directa e inversa (no se

modela en T). La red de secuencia directa es en la que se encuentran ubicados

los generadores que aportan la energa a las redes. La red de secuencia inversa

es idntica a la red de secuencia directa pero sin los generadores. Para el caso de

la red de secuencia homopolar las corrientes pulsan al unsono y en un mismo



sentido, por ello se hacen tan especiales en su estudio y conciben un claro

objetivo en este proyecto. Despus de conocer los criterios para las impedancias

de secuencia directa, inversa y homopolar, en funcin de la falta que se produzca,

estas se conectarn entre s en serie o paralelo. Las faltas paralelo trifsica y

bifsica no tienen relacin con la red de secuencia homopolar. Sin embargo, en la

falta monofsica se crea una conexin en serie de las impedancias de las tres

RdS en el punto de la falta. Ocurre lo mismo para la falta bifsica a tierra pero con

su conexin en paralelo. En el anlisis de las faltas serie, se ha considerado la red

de secuencia abierta en el punto de la falta, generando los puntos F y F, que para

el caso de la falta serie monofsica se conectan las redes de secuencia en

paralelo (al estilo de una falta bifsica a tierra) y en el caso de una falta serie

bifsica se conectan en serie entre F y F (en este caso se asemeja la topologa a

la falta monofsica a tierra.)

Para finalizar el captulo se han especificado las ecuaciones que modelan las

faltas. En una figura previa a cada una de las faltas se indican las conexiones

entre las propias redes de secuencia simplificadas por una impedancia y la

topologa de la conexin de la falta en sus fases RST. Realizar el seguimiento de

las ecuaciones es bastante sencillo e intuitivo, simplemente hay un pequeo

detalle que comentar respecto a las faltas serie monofsica y bifsica, que

implican a la corriente de prefalta (grado de carga previo por el circuito

denominado IL) para calcular el valor de la fuente de tensin en la red de

secuencia directa.



Proteccin contra Cortocircuito Entre Espiras Misma Fase y Fases

Abiertas

Un cortocircuito entre espiras de una misma fase debe ser localizado y el

generador desconectado del sistema, debido a que puede convertirse con facilidad

en un cortocircuito de fase a tierra comprometiendo el ncleo del estator. Esta

clase de cortocircuito no surge en grandes generadores que poseen una vuelta

por fase por ranura (barra Roebel); adems, no pueden ser detectados a travs de

la proteccin diferencial longitudinal, debido a que sta se basa en el principio de

comparacin serie, y en este caso, por ser una perturbacin serie no existe

diferencia entre la corriente que circula por el principio de la fase y la que circula

por el final. El sistema de proteccin que se aplica para esta clase de cortocircuito

depende de la disposicin constructiva del generador. La proteccin difiere en el

caso de un generador con dos enrollados por fase o con un solo enrollado por

fase. En el primero de los casos el cortocircuito entre espiras puede localizarse

cotejando las corrientes de los dos enrollados que constituyen la fase. La

proteccin que emplea este principio de comparacin paralela recibe el nombre de

proteccin diferencial transversal. La sensibilidad del rel que se emplee

depender de la no igualdad de los dos enrollados que componen cada fase y del

comportamiento desigual de los transformadores de corriente. Una solucin

posible radica en emplear un transformador de corriente de dos primarios y un

secundario que alimenta el rel. Se trata de un transformador del tipo ventana,

conformado por dos ventanas y una pierna central en donde se enrolla el

secundario; por cada ventana pasa cada cable correspondiente a cada enrollado y

la diferencia surge magnticamente. Debido al tipo de comparacin paralela en

que esta proteccin se basa, puede localizar cortocircuitos de un enrollado a tierra,

de dos enrollados de distintas fases, al igual que la apertura de uno de los

enrollados.



Existen especialistas partidarios de que la proteccin diferencial transversal anule

a la longitudinal, particularmente en el caso de la conexin en bloque en que la

proteccin diferencial del transformador cubre tambin el generador. La proteccin

diferencial del transformador protege contra cortocircuitos entre fases en aquellas

zonas exteriores a los puntos de unin de las subfases. Los defensores de la

proteccin diferencial longitudinal, no obstante de reconocer las cualidades de la

transversal, insisten en la ventaja de instalarla debido a que facilita la localizacin

del cortocircuito. Si se trata de un generador con un solo enrollado por fase, puede

localizarse el cortocircuito entre espiras y tambin la fase abierta a travs del

mtodo de medir la tensin al neutro de cada fase del generador. Es necesario

conectar en los bornes del generador un transformador de potencial con su

primario conectado en estrella y se une su neutro con el del generador, el

secundario del transformador se conecta en delta con un vrtice abierto del cual

se alimenta un rel de sobretensin que mide la tensin residual (3 V0). El rel

puede ser ajustado de manera que diferencia entre la tensin residual producida

por un cortocircuito entre espiras y un cortocircuito a tierra externo al generador.

Esto es factible debido a que el circuito para el cortocircuito a tierra externo abarca

la impedancia de neutro, mientras que el cortocircuito entre espiras reacciona

directamente en el enrollado del transformador de potencial que se encuentra

conectado en paralelo con el enrollado de cada fase de la mquina. Si se trata de

generadores con neutro conectado a tierra mediante resistencias de bajo valor, el

rel debe poseer un elemento de tiempo que le posibilite coordinarse con

cortocircuitos de fase a tierra externos al generador. Existe un sistema de

proteccin alternativo basado en el hecho de que cualquier asimetra en las

corrientes estatricas hace circular componentes de secuencia negativa, las

cuales producen un campo rotatorio que gira a la misma velocidad que el campo

de secuencia positiva pero en sentido contrario, por lo tanto induce en el rotor

corrientes de doble frecuencia. Dichas corrientes pueden localizarse a travs de la

conexin en el campo de un rel sintonizado a esa frecuencia, de manera que

detecte los cortocircuitos asimtricos externos al generador.



Tradicionalmente, en los procesos de comercializacin de bienes y servicios, y con el objetivo de satisfacer al cliente, las empresas se han visto en la obligacin de ofrecer garantas, es decir, de comprometerse con el cliente por un perodo determinado a reparar o sustituir de manera total o parcial los productos que presenten defectos operacionales o de construccin. Aun cuando este compromiso representa tranquilidad para el consumidor, el hecho de no poder disponer del producto durante un perodo de reparacin o sustitucin, o que ste se avere con mucha frecuencia; representa un motivo de insatisfaccin, el cual se traduce como una prdida de prestigio para el proveedor. De igual manera, en aquellos casos en que el producto o servicio es utilizado en lugares remotos o en condiciones muy crticas, la garanta pasa a un segundo plano y el inters principal del cliente recae en que el producto no falle. Por estos motivos, es deseable colocar en el mercado un producto o servicio que no presente defectos, y para tal fin en el presente trabajo se expone el Anlisis de modos y efectos de fallas potenciales (AMEF) como un procedimiento de gran utilidad para aumentar la confiabilidad y buscar soluciones a los problemas que puedan presentar los productos y procesos antes de que estos ocurran. Cuando un proceso industrial presenta desviaciones en sus parmetros, sus salidas generalmente no corresponden a los valores normales dentro del rango de operacin. Estas desviaciones podran ser causadas por desperfectos o mal funcionamiento de los dispositivos implicados dentro de dicho proceso.

ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS POTENCIALES (AMEF) El Anlisis de modos y efectos de fallas potenciales, AMEF, es un proceso sistemtico para la identificacin de las fallas potenciales del diseo de un producto o de un proceso antes de que stas ocurran, con el propsito de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas. Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un mtodo analtico estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemtica y total, cuyos objetivos principales son:

Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con el diseo y manufactura de un producto.

Determinar los efectos de las fallas potenciales en el desempeo del sistema.

Identificar las acciones que podrn eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla potencial.

Analizar la confiabilidad del sistema.

Documentar el proceso



Aunque el mtodo del AMEF generalmente ha sido utilizado por las industrias automotrices, ste es aplicable para la deteccin y bloqueo de las causas de fallas potenciales en productos y procesos de {cualquier clase de empresa, y as como tambin es aplicable para sistemas administrativos y de servicios.

REQUERIMIENTOS DEL AMEF

Para hacer un AMEF se requiere lo siguiente:

Un equipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de diseo para satisfacer las necesidades del cliente.

Diagramas esquemticos y de bloque de cada nivel del sistema, desde subensambles hasta el sistema completo.

Especificaciones de los componentes, lista de piezas y datos del diseo.

Especificaciones funcionales de mdulos, subensambles, etc.

Requerimientos de manufactura y detalles de los procesos que se van a utilizar.

BENEFICIOS DEL AMEF

La eliminacin de los modos de fallas potenciales tiene beneficios tanto a corto como a largo plazo. A corto plazo, representa ahorros de los costos de reparaciones, las pruebas repetitivas y el tiempo de paro. El beneficio a largo plazo es mucho ms difcil medir puesto que se relaciona con la satisfaccin del cliente con el producto y con sus percepcin de la calidad; esta percepcin afecta las futuras compras de los productos y es decisiva para crear una buena imagen de los mismos. Por otro lado, el AMEF apoya y refuerza el proceso de diseo ya que:

Ayuda en la seleccin de alternativas durante el diseo

Incrementa la probabilidad de que los modos de fallas potenciales y sus efectos sobre la operacin del sistema sean considerados durante el diseo

Proporciona una informacin adicional para ayudar en la planeacin de programas de pruebas concienzudos y eficientes

Desarrolla una lista de modos de fallas potenciales, clasificados conforme a su probable efecto sobre el cliente

Proporciona un formato documentado abierto para recomendar acciones que reduzcan el riesgo para hacer el seguimiento de ellas



Detecta fallas en donde son necesarias caractersticas de auto correccin o de leve proteccin

Identifica los modos de fallas conocidos y potenciales que de otra manera podran pasar desapercibidos

Detecta fallas primarias, pero a menudo mnimas, que pueden causar ciertas fallas secundarias

Proporciona un punto de visto fresco en la comprensin de las funciones de un sistema

FORMATO Y ELEMENTOS DEL AMEF

Para facilitar la documentacin del anlisis de fallas potenciales y sus consecuencias, la empresa Ford estandariz un formato para la realizacin del AMEF; sin embargo, dado que cada empresa representa un caso particular es necesario que ste sea preparado por un equipo multidisciplinario integrado por personal con experiencia en diseo, manufactura, ensamblaje, servicio, calidad y confiabilidad. Es muy importante que, an cuando se realicen modificaciones, se mantengan los siguientes elementos: Encabezado.

Tipo De AMEF: se debe especificar si el AMEF a realizar es de diseo o de proceso.

Nombre/Nmero De Parte O Proceso: Se debe registrar el nombre y nmero de la parte, ensamble o proceso que se est analizando. Utilice sufijos, cambie letras y/o el nmero de Reporte de Problema/solicitud de cambio (CR/CR), segn corresponda.

Responsabilidad De Diseo/Manufactura: Anotar el nombre de la operacin y planta de manufactura que tiene responsabilidad primaria de la maquinaria, equipo o proceso de ensamble, as como el nombre del rea responsable del diseo del componente, ensamble o sistema involucrado.

Otras reas Involucradas: Anotar cualesquier rea/departamento u organizaciones afectadas o involucradas en el diseo o funcin del (los) componente(s), as como otras operaciones manufactureras o plantas involucradas.

Proveedores Y Plantas Afectadas: En listare cualquier proveedor o plantas manufactureras involucradas en el diseo o fabricacin de los componentes o ensambles que se estn analizando.Vehculo (S)/Ao Modelo (depende de donde se est haciendo): Registra todas las lneas de vehculos que utilizarn la parte/proceso que se est analizando y el ao modelo.

Fecha De Liberacin De Ingeniera: Indica el ltimo nivel de Liberacin de Ingeniera y fecha para el componente o ensamble involucrado.

Fecha Clave De Produccin: Registrar la fecha de produccin apropiada.



Preparado Por: Indicando el nombre, telfono, direccin y compaa del ingeniero que prepara el AMEF.

Fecha Del AMEF: Anotar la fecha en que se desarroll el AMEF original y posteriormente, anotar la fecha de la ltima revisin del AMEF.

Descripcin/propsito del proceso.Anotar una descripcin simple del proceso u operacin que se est analizando e indicar tan brevemente como sea posible el propsito del proceso u operacin que se est analizando.

MODO DE FALLA POTENCIAL

Se define como la manera en que una parte o ensamble puede potencialmente fallar en cumplir con los requerimientos de liberacin de ingeniera o con requerimiento especficos del proceso. Se hace una lista de cada modo de falla potencial para la operacin en particular; para identificar todos los posibles modos de falla, es necesario considerar que estos pueden caer dentro de una de cinco categoras:

Falla Total

Falla Parcial

Falla Intermitente

Falla Gradual

Sobrefuncionamiento

SEVERIDAD El primer paso para el anlisis de riesgos es cuantificar o medir la severidad de los efectos, stos efectos son evaluados en una escala del 1 al 10, donde 10 se considera lo ms severo.

EFECTOS DE FALLA POTENCIAL

El siguiente paso del proceso de AMEF, luego de definir la funcin y los modos de falla, es identificar las consecuencias potenciales del modo de falla; sta actividad debe de realizarse a travs de la tormenta de ideas y una vez identificadas estas consecuencias, deben introducirse en el modelo como efectos. Se debe asumir que los efectos se producen siempre que ocurra el modo de falla. El procedimiento para Consecuencias Potenciales es aplicado para registrar consecuencias remotas o circunstanciales, a travs de la identificacin de modos de falla adicionales, el procedimiento es el siguiente:



Se comienza con un modelo de falla (MF-1), y una lista de todas sus consecuencias potenciales Separar aquellas consecuencias que se asumen como resultado siempre que MF-1 ocurra, stas se identifican como efectos MF-1 Se escriben modos de falla adicionales para las consecuencias restantes (consecuencias que pudiesen resultar si MF-1 ocurre, dependiendo de las circunstancias bajo las cuales ocurra). Los nuevos modos de falla implican que las consecuencias inusuales ocurrirn al incluir las circunstancias bajo las cuales ocurren. Separar las consecuencias que se asumen si resultarn siempre que los modos de falla y sus circunstancias especiales ocurran; stas se deben identificar como efectos de los modos de fallas adicionales. CAUSAS DE FALLAS POTENCIALES Luego de que los efectos y la severidad han sido listadas, se deben de identificar las causas de los modos de falla. En el AMEF de diseo, las causas de falla son las deficiencias del diseo que producen un modo de falla. Para el AMEF de proceso, las causas son errores especficos descritos en trminos de algo que puede ser corregido o controlado. OCURRENCIA Las causas son evaluadas en trminos de ocurrencia, sta se define como la probabilidad de que una causa en particular ocurra y resulte en un modo de falla durante la vida esperada del producto, es decir, representa la remota probabilidad de que el cliente experimente el efecto del modo de falla.

CONTROLES ACTUALES

Los controles actuales son descripciones de las medidas que previenen que ocurra el modo de falla o detectan el modo de falla en caso de que ocurran. Los controles de diseo y proceso se agrupan de acuerdo a su propsito: Tipo 1: Estos controles previenen la causa o el modo de falla de que ocurran, o reduce su ocurrencia Tipo 2: Estos controles detectan la causa del modo de falla y guan hacia una accin correctiva Tipo 3: Estos controles detectan el modo de falla antes de que el producto llegue al cliente DETECCIN La deteccin es una evaluacin de las probabilidades de que los controles del proceso propuestos (listados en la columna anterior) detecten el modo de falla, antes de que la parte o componente salga de la localidad de manufactura o ensamble.



NMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO (NPR) El nmero de prioridad de riesgo (NPR) es el producto matemtico de la severidad, la ocurrencia y la deteccin, es decir: NPR = S * O * D Este valor se emplea para identificar los riesgos ms serios para buscar acciones correctivas.

Conclusiones

Anormalidad que causa disminucin del aislamiento entre conductores de

fases o entre conductores y tierra, por debajo de los valores normales de la

impedancia de carga.

Los circuitos encierran un considerable aumento en la corriente al igual que

una gran cada en la tensin.

La importancia del estudio de las condijo es del circuito abierto, es debido a

la presencia de tenciones y corrientes desbalanceadas, constituyendo un

gran riesgo de dao para las mquinas.

Bibliografa

es.slideshare.net

http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/31117/1/HdzCervantes.pdf

https://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=30&cad=r

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http://www.monografias.com/trabajos99/amef-deteccion-y-analisis-falla-daf/amef-

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https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091216172653AAMEfR

Y

fallas en serie

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