corto circuito

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
 
                                              ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 
                        
 
 
      
                      
 

 
“ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO A SISTEMAS ELÉCTRICOS”
 
 
 
 

T E S I S
 

 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTAN:

GABRIEL GONZÁLEZ GONZÁLEZENRIQUE OSWALDO LUNA URIAS

ASESORES:

M. EN C. MANUEL ÁGUILA MUÑOZ
DR. DAVID SEBASTIÁN BALTAZAR

MÉXICO, D.F.

2010

Índice General
Página

Índice General

2-4

Índice de Figuras

5-6

Índice de Tablas

7

CAPÍTULO I Introducción
1.1 Introducción
1.2 Historia del arte.
1.3 Objetivo.
1.4 Alcance.
1.5 Justificación.

8
8
10
11
12
12

CAPÍTULO II Bases Teóricas2.1 Introducción
2.2 Sistemas Eléctricos.
2.2.1 Diagramas unifilares.

2.3 Máquinas eléctricas.
2.3.1 Transformador de potencia.
2.3.2 Generador eléctrico.
2.3.3 Motores síncronos.
2.3.4 Motores de inducción.

2.4 Conductores.
2.5 Corriente de cortocircuito.
2.5.1 Fuentes generadoras de corrientes de cortocircuito.
2.5.1.1 El sistema de suministro.
2.5.1.2 Los Generadores.
2.5.1.3 LosMotores síncronos.
2.5.1.4 Los Motores de inducción.
2.5.2 Componentes que limitan la corriente de cortocircuito.
2.5.2.1 Reactancia del Transformador.
2.5.2.2 Reactores.
2.5.2.3 Cables.
2.5.2.4 Fusibles limitadores de corriente.
2.5.3 Reactancia de las máquinas rotatorias.

13
13
15
20
20
21
22
23
24
25
26
27
27
27
28
29
30
30
30
31
31
2

2.5.3.1 Reactanciasubtransitoria.
2.5.3.2 Reactancia transitoria.
2.5.3.3 Reactancia síncrona.
2.5.4 Forma de onda de la corriente de cortocircuito.
2.5.4.1 Corrientes de cortocircuito simétricas y asimétricas.
2.5.5 Relación de reactancia a resistencia X/R.
2.5.6 Tipos de falla de cortocircuito.

2.6 Expresión de cantidades en porciento (%) y en por unidad (p.u.).
2.6.1 Valores en por unidad (p.u.).
2.6.2Valores en porciento (%).
2.6.3 Cambio de base.

2.7 Métodos análisis del cortocircuito.
2.7.1 Método de Equivalente de Thévenin.
2.7.2 Método de los MVA.
2.7.3 Método de las componentes simétricas.
2.7.4 Método de la matriz de impedancias (Ybus Zbus).

CAPÍTULO III Análisis de Cortocircuito a Sistemas
Eléctricos.
3.1 Introducción.
3.2 Análisis del primer sistema eléctrico.
3.2.1Análisis del primer sistema eléctrico por el método de equivalente de
Thévenin.
3.2.2 Análisis del primer sistema eléctrico por el método de MVA.
3.2.3 Análisis del primer sistema eléctrico por el método de las componentes
simétricas.
3.2.4 Análisis del primer sistema eléctrico por el método de la matriz de
impedancias de barra (Zbarra Ybarra).

3.3 Análisis de un segundo sistema eléctrico.
3.3.1Análisis del segundo sistema eléctrico por el método de equivalente de
Thévenin.
3.3.2 Análisis del segundo sistema eléctrico por el método de MVA.
3.3.3 Análisis del segundo sistema eléctrico por el método de las componentes
simétricas.
3.3.4 Análisis del segundo sistema eléctrico por el método de la matriz de
impedancias de barra (Zbus Ybus).

3.4 Conclusiones del capítulo.

31
3232
33
34
34
35
37
37
38
39
39
40
50
54
65

72
72
73
75
77
79
84
89
94
98
99
102
108

CAPÍTULO IV Empleo de un programa de cómputo para la
simulación del cortocircuito.
4.1 Introducción.

110
110
3

4.2 Simulación de falla de cortocircuito del primer sistema.
4.3 Simulación de falla de cortocircuito del segundo sistema.
4.4 Conclusiones del capítulo.CAPÍTULO V Recomendaciones para estudios posteriores.

112
120
121

5.1 Conclusiones.
5.2 Recomendaciones.

122
122
124

Referencias Bibliográficas.

126

Apéndice A.

127

4

Índice de Figuras
Página

CAPÍTULO II
Figura 2.1Comparación de diagramas unifilar y trifilar
Figura 2.2 Sistema de distribución radial
Figura 2.3 Sistema selectivo primario
Figura 2.4 Sistema...