Estudios de corto circuito

ESTUDIOS DE CORTO CIRCUITO

CORTO CIRCUITO. En un sistema eléctrico de potencia trifásico, los elementos conductores que integran las máquinas y el equipo como parte de sus fases se encuentran debidamente aislados entre si, de los circuitos magnéticos que excitan y de las estructuras que los soportan. Cuando se producen deterioros en los aislamientos se da lugar al establecimiento detrayectorias conductoras de baja impedancia entre las fases y entre estas y las estructuras de soporte. Este acortamiento de circuitos es lo que se conoce como corto circuito; una falla de carácter destructivo. Estas corrientes, por su corta curación se denominan corrientes transitorias.

Red de secuencia positiva; línea R-L y fuente ideal.
Si consideramos que [pic], el valor de la corriente en estadotransitorio está dado por la siguiente expresión:

[pic]

en donde es claro que la corriente esta integrada por una componente alterna y otra directa. Si el corto circuito se produce estando en vació la línea, cuando el voltaje de la fuente ideal es tal que:

[pic]

entonces la componente de C.D. no existe; pero si :

[pic]

entonces la componente C.D. tiene un valor máximo igual alvalor máximo de la componente C.A.; así:

[pic],

dependiendo el valor instantáneo de [pic] del ángulo de fase del voltaje en el que se cierra el interruptor para producir el corto circuito y del valor de (.
De lo anterior no es difícil deducir que la corriente transitoria de corto circuito puede llegar a alcanzar un valor tan alto como:
[pic].

CORTO CIRCUITO EN ESTADO SUBTRANSITORIO.Cuando en lugar de la fuente ideal en la red anterior se tiene un alternador monofásico, al producirse el corto circuito la corriente a través del alternador produce enlazamientos de flujo entre los devanados del inducido, del inductor y del devanado amortiguador una inductancia interna cuyo valor es sensiblemente menor al valor de la inductancia síncrona, lo que de lugar a la reactanciasubtransitoria

[pic]
Circuito R-L alimentado por alternador; circuito en vacío.

[pic],
donde:
[pic]

Consideremos ahora un generador cargado antes de ocurrir la falla de corto circuito,

[pic]

Generador con carga antes de la falla subtransitoria.

Con el interruptor S abierto, antes de ocurrir la falla, se cumple que:

[pic]

Para la falla subtransitoria, se tiene:

[pic],

donde[pic] es la corriente de estado estacionario cuando S está abierto y es suministrada por [pic], que en serie con[pic], representa el generador antes de la falla e inmediatamente después de la misma( solo si la corriente prefalla en el generador es [pic]). Si la fuente de corriente del corto circuito es un motor, entonces:

[pic]

[pic]

CORTO CIRCUITO EN ESTADO TRANSITORIO. Pasado ciertotiempo del periodo transitorio de la corriente de corto circuito, los enlazamientos de flujo entre los devanados internos del alternador se modifican, elevando ligeramente su valor la inductancia interna de la máquina. Esto da lugar a que se produzca la denominada reactancia transitoria, cuya magnitud se determina como sigue:

[pic].

Así, si denominamos[pic]a la reactancia síncrona delalternador, entonces:

[pic]

[pic],

debido a que no se presenta una pronta disminución del flujo en el entrehierro del alternador, disminución que es causada por la corriente de armadura

CALCULO DE FALLA TRIFÁSICA MEDIANTE Z BUS EN UN SISTEMA DE VARIAS BARRAS, .

Obsérvese en la figura anterior que las impedancias de los elementos de la red están en por unidad y que el voltaje en la barra 4es[pic], antes de ocurrir la falla. Si la red está en vacío, al producirse la falla.

Cortocircuitada la fuente [pic] se podrán calcular los voltajes en las barras antes de la falla. Cortocircuitadas las fuentes [pic] ,[pic], [pic] y [pic] se calcularán los cambios de voltajes en las barras debidos a la falla trifásica.
Si en el diagrama empleamos admitancias en lugar de las impedancias que se...