Normas de diseño de ingenieria

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 GONZÁLEZ ENRIQUE OSWALDOLUNA URIAS

ASESORES:

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

MÉXICO, D.F.

2010

Índice General
Página

Índice General Índice de Figuras Índice de Tablas CAPÍTULO I Introducción
1.1 Introducción 1.2 Historia del arte. 1.3 Objetivo. 1.4 Alcance. 1.5 Justificación.

2-4

5-6

7

8 8 10 11 12 12

CAPÍTULO II Bases Teóricas
2.1 Introducción 2.2 SistemasEléctricos.
2.2.1 Diagramas unifilares. 13 13 15 20 20 21 22 23 24 25 26 27 27 27 28 29 30 30 30 31 31 2

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 LosGeneradores. 2.5.1.3 Los Motores 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.

2.5.3.1 Reactancia subtransitoria. 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.). 2.6.2 Valores en porciento (%). 2.6.3 Cambio de base.

2.7 Métodos análisis delcortocircuito.
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).

31 32 32 33 34 34 35 37 37 38 39 39 40 50 54 65

CAPÍTULO III Análisis de Cortocircuito a Sistemas Eléctricos.
3.1 Introducción. 3.2 Análisis del primer sistema eléctrico.
3.2.1 Análisis del primer sistema eléctrico porel 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).

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

3.3 Análisis de un segundo sistema eléctrico.3.3.1 Análisis 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.

CAPÍTULOIV 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.

112 120 121

CAPÍTULO V Recomendaciones para estudios posteriores.
5.1 Conclusiones. 5.2 Recomendaciones.

122 122 124 126Referencias Bibliográficas. Apéndice A.

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4

Índice de Figuras
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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 selectivo secundario Figura 2.5 Diagramas de cortocircuito de las distintas fuentes Figura 2.6 Circuito de Thévenin Figura 2.7 Diagrama unifilar...