Calculo

 Cortocircuito en una Línea Eléctrica

Introducción al tema

La planificación, el diseño y la operación de los sistemas eléctricos de potencia, requiere de acuciosos estudios para evaluar su comportamiento, confiabilidad y seguridad.

Estudios típicos que se realizan son: flujos de potencia, estabilidad, coordinación de protecciones, cálculo de cortocircuito, etc. Un buendiseño debe estar basado en un cuidadoso estudio en que se incluye la selección de voltaje, adecuado tamaño del equipamiento y selección apropiada de protecciones.

La mayoría de los estudios necesita de un complejo y detallado modelo que represente al sistema de potencia, generalmente establecido en la etapa de proyecto. Los estudios de cortocircuito son típicos ejemplos de éstos, siendoesencial para la selección de equipos, y el ajuste de sus respectivas protecciones.

La duración del cortocircuito es el tiempo en segundos o ciclos durante el cual, la Corriente de Corto-circuito circula por el sistema. El fuerte incremento de calor generado por tal magnitud de corriente, puede destruir o envejecer los aislantes del sistema eléctrico, por lo tanto, es de vitalimportancia reducir este tiempo al mínimo mediante el uso de las protecciones adecuadas.

 [pic]
[pic]


Clases de Cortocircuitos

Un cortocircuito se manifiesta por la disminución repentina de la impedancia de un circuito determinado, lo que produce un aumento de la corriente. En sistemas eléctricos trifásicos se pueden producir distintos tipos de fallas, las cuales son:

[pic][pic]

[pic]

Cada una de estas fallas genera una corriente de amplitud definida y características específicas. La razón de llamarse fallas asimétricas es debido a que las corrientes post-falla son diferentes en magnitudes y no están desfasadas en 120 grados. En el estudio de estas corrientes, se utiliza generalmente el método de componentes simétricas, el cual constituye unaimportante herramienta para analizar sistemas desequilibrados.

En sistemas de distribución, para los efectos de evaluar las máximas corrientes de fallas, sólo se calculan las corrientes de cortocircuito trifásico y monofásico. Las fallas monofásicas a tierra pueden generar corrientes de falla cuya magnitud pueden superar a la corriente de falla trifásica. Sin embargo, esto es más frecuenteque ocurra en sistemas de transmisión o de distribución en media tensión, sobre todo cuando la falla se ubica cerca de la subestación. Es poco frecuente que la corriente de falla monofásica supere en amplitud a la corriente generada por una falla trifásica.







La magnitud de la falla monofásica puede superar a la generada por una falla trifásica en el mismo punto, en elcaso de que la falla no involucre la malla de tierra.



En este esquema podemos apreciar a través de gráficos como decae la corriente alterna muy rápido en los primeros ciclos y después más lentamente, hasta alcanzar el valor de corriente de cortocircuito de régimen permanente.


[pic]


Los resultados obtenidos del cálculo de cortocircuito son:

➢ La corriente en losdiferentes componentes del sistema.
➢ Las tensiones después de la falla en todas las barras del sistema eléctrico


En el cálculo de cortocircuito es conveniente efectuar las siguientes aproximaciones:

➢ El generador se modela por  una fuente de tensión de valor 1.0 en p.u, en serie con su impedancia.
➢ Todos los cálculos se realizan en por unidad (P.U.)
➢ Lascargas se representan por su impedancia equivalente, independiente de la tensión.
➢ El sistema eléctrico se analiza como si estuviera en régimen estable.



















|  |
| ...