Definición: El diagrama unifilar es la representación de un sistema de potencia utilizando el símbolo simple para cada componente. El diagrama unifilar de un sistema de potencia es la red que muestra las conexiones principales y la disposición de los componentes del sistema junto con sus datos (como la capacidad de salida, la tensión, la resistencia y la reactancia, etc.).
No es necesario mostrar todos los componentes del sistema en un diagrama unifilar, por ejemplo, el disyuntor no necesita mostrarse en el estudio de flujo de carga, pero es imprescindible para un estudio de protección. En el diagrama unifilar, los componentes del sistema suelen dibujarse en forma de sus símbolos. Las conexiones del generador y del transformador, la estrella, el triángulo y la puesta a tierra del neutro se indican mediante símbolos dibujados al lado de la representación de estos elementos.
Los disyuntores se representan mediante bloques rectangulares. La figura que se muestra a continuación representa el diagrama unifilar de un sistema de bloques típico. Es difícil dibujar el diagrama de líneas de los pocos componentes. Así que para simplificar, se utiliza el diagrama de impedancia para representar los componentes del sistema de potencia.
Diagrama de impedancia para el sistema de potencia
En el diagrama de impedancia, cada componente se representa por su circuito equivalente, por ejemplo, el generador síncrono en la estación generadora por una fuente de tensión en serie con la resistencia y la reactancia, el transformador por un circuito equivalente nominal ∏. La carga se supone pasiva y está representada por una reactancia resistiva e inductiva en serie. La impedancia de puesta a tierra del neutro no aparece en el diagrama, ya que se asume la condición de equilibrio.
El diagrama que se muestra a continuación es el diagrama trifásico equilibrado. También se llama diagrama de secuencia positiva. También se utilizan tres diagramas separados para representar las redes de secuencia positiva, negativa y cero. Los tres diagramas de impedancia separados se utilizan en el cortocircuito para los estudios de fallas asimétricas.
El diagrama de impedancia puede simplificarse aún más haciendo ciertas suposiciones y reducirse a reactancia simplificada. El diagrama de reactancia se dibuja despreciando la resistencia efectiva de la armadura del generador, la resistencia del devanado del transformador, la carga de la línea de resistencia de la línea de transmisión y el circuito magnetizador de los transformadores. El diagrama de reactancia del sistema de potencia se muestra a continuación.
Diagrama de reactancia del sistema de potencia
El diagrama de reactancia proporciona un resultado preciso para muchos estudios del sistema de potencia, como los estudios de cortocircuito, etc. La resistencia del devanado, incluida la resistencia de la línea, es bastante pequeña en comparación con la reactancia de fuga y el camino de derivación que incluye la carga de la línea y el circuito de magnetización del transformador proporcionan una impedancia paralela muy alta con la falla.
Se considera que si la resistencia es menos de un tercio de la reactancia, y se ignora la resistencia, entonces el error introducido no será más del 5 %. Si se ignora la resistencia y la reactancia se pueden introducir errores de hasta el 12%. Los errores significan que su cálculo da un valor superior al real.