Guia de practica

Perturbaciones y Cálculo de Cortocircuitos Simétricos
Hortensia Amarís Duarte Edgardo D. Castronuovo

1. Perturbaciones
Un ingeniero quiere que las cosas funcionen correctamente todo el tiempo. Sin embargo, a veces esto no ocurre, y el sistema debe estar preparado para afrontarlo. Numerosas causas pueden provocar fallos en el sistema: • Causas climáticas: un rayo puede caer en una torre dealta tensión, una subestación de transformación puede inundarse, el viento puede acercar dos conductores produciendo descargas eléctricas, etc. Envejecimiento de los equipos: el aislante de los conductores disminuye su eficiencia con los años, sucesivos ciclos de calentamientos y enfriamientos varían las propiedades dieléctricas de los materiales, partes metálicas se corroen, etc. Otras causas: malaoperación de los equipos, acción de animales, roturas por obras de otras empresas, etc.

•

•

Independientemente de la causa que provoca el fallo, si el desperfecto es relativamente importante provocará situaciones anormales en la operación. Entonces, los fallos en el sistema serán observables como perturbaciones (más o menos bruscas) de los valores medidos en situaciones normales deoperación. Los valores habitualmente controlados en un sistema eléctrico son: tensión, corriente, potencia y frecuencia. Así, podrán ser detectadas las siguientes alteraciones:

Perturbaciones en los valores de tensión
Los equipos eléctricos son construidos para actuar con determinados niveles de tensión. Por consiguiente, la banda permitida de variación en el módulo de la tensión es muy acotada. Lalegislación especifica que son aceptadas, en general, variaciones máximas de ± 5% en el valor nominal del nivel de tensión. Valores por encima o debajo de esa banda pueden ocasionar daños en el equipamiento. Sub-tensiones (valores del módulo de tensión inferiores al mínimo permitido de variación), cuando leves, pueden provocar disminución de la vida útil y pérdida de eficiencia en los equipos.Sub-tensiones muy inferiores al nivel nominal de tensión pueden provocar hasta la falla total permanente del equipo eléctrico conectado a la red. Un motor, como ejemplo, requiere para comenzar a girar una corriente de arranque bastante superior (entre 5 y 8 veces) a la

corriente normal de actuación. Cuando el motor intenta arrancar a una tensión inferior a la nominal, la corriente de arranquepuede ser varias veces superior a la normal de actuación, pudiendo provocar hasta la quema del motor si no actúan equipos de protección. Las sobre-tensiones (valores del módulo de tensión superiores al máximo permitido de variación) también pueden provocar daños en los equipos eléctricos. Como ejemplo, una bombilla trabajando a una tensión levemente superior al rango de actuación disminuye su vidaútil en forma acentuada. Si la sobre-tensión es mayor, el aumento de corriente asociado puede llevar a la quema de la bombilla.

Perturbaciones en los valores de corriente
Tres tipos de perturbaciones pueden ser asociadas a los valores de corriente: sobrecorrientes, cortocircuitos e inversión del sentido de la corriente. • Sobre-corrientes: son corrientes eléctricas levemente superiores a lanominal (hasta 1.5 veces la corriente nominal, aproximadamente) que se mantienen por tiempos relativamente largos. En general, los equipos eléctricos están diseñados para soportar valores de corriente un poco superiores a los nominales, por lo que las sobre-corrientes no producen generalmente la destrucción del equipo. Sin embargo, los equipos que trabajan durante períodos prolongados en situacionescercanas a sus límites de operación sufren disminuciones apreciables en su vida útil, ocasionando costos y aumentos en la tasa de fallo. Por consiguiente, esta situación debe evitarse siempre que posible. Cortocircuitos: desde el punto de vista eléctrico, cortocircuito es la conexión accidental o intencionada, mediante una resistencia o impedancia relativamente baja, de dos o más puntos de un...