Protecciones Electricas

Programa Electricidad CNCI

Abril

2006

Protecciones Eléctricas

Operadores Grupos Electrógenos Diesel

Protecciones

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Teoría de la corriente de cortocircuito.
Las principales fuentes de la corriente de cortocircuito son cuatro, como se muestra en la figura
siguiente:
1.
2.
3.
4.

El sistema de potencia.
Los generadores locales.
Losmotores sincrónicos.
Los motores de inducción.

Contribución de las diferentes fuentes al cortocircuito.
Como estas corrientes decaen con el tiempo, debido a la reducción del flujo en la máquina
después del cortocircuito, la corriente total de cortocircuito decae con el tiempo. Así que aunque
la parte simétrica de la corriente de cortocircuito es la que se considera, la magnitud de la
corriente es másalta en la primera mitad del ciclo y de valor más bajo unos pocos ciclos
después. Note que la componente de los motores de inducción desaparece completamente
después de dos ciclos.
La magnitud de la corriente en los primeros ciclos es incrementada por la componente de CD,
como se ve en la figura siguiente. Esta componente también decae con el tiempo acentuándose
la diferencia en magnitud de lacorriente de cortocircuito en el primer ciclo y unos cuantos ciclos
más tarde.

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La magnitud de la componente de CD depende del instante de tiempo de la onda de voltaje en
que ocurre el cortocircuito y esta puede variar desde cero hasta un valor máximo igual al pico
de la componente de CA.
Lacorriente asimétrica total se comporta como dos corrientes que ocurren simultáneamente: la
componente simétrica y la componente decreciente de CD.
Métodos de Cálculo de la corriente de cortocircuito
El cálculo de la corriente de falla del sistema se hace usando diferentes métodos:
1. Método del porciento de impedancia.
La impedancia del transformador se opone a la corriente de cortocircuito. Estanormalmente se
expresa en por unidad en un porciento del voltaje nominal del devanado, ej:Z = 0.045 o 45 %.
El porciento de impedancia es el porciento del voltaje primario nominal que al ser aplicado a
este devanado con el secundario cortocircuitado hace circular por este último la corriente
nominal secundaria. De aquí podemos determinar la corriente secundaria que circularía si se
aplicara elvoltaje primario nominal. El porciento de impedancia se plasma en la chapa del
transformador.
Este método de cálculo de cortocircuito no tiene en cuenta lo siguiente:
a)
b)
c)
d)

La impedancia de la fuente.
La impedancia de otros transformadores en el circuito fallado.
La impedancia de las líneas de distribución.
Alimentación inversa desde motores.

2. Método en por unidad.
Por definición el valoren por unidad de una cantidad es la relación entre el valor real y algún
valor base. Los valores en por unidad no tienen valor real, excepto se especifiquen los valores
bases requeridos.

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Hasta aquí se ha despreciado la impedancia de las líneas. Al considerarla se reducirá la
corriente defalla. Una vez que esta impedancia se convierta a una base común ésta se puede
sumar al resto de la impedancia del circuito.
La impedancia de la fuente también ha sido despreciada y ésta también contribuye a reducir la
corriente de falla.
Tipos de Protecciones.
Sobrecorriente
Si una falla se desarrolla en la línea L1 de la figura 4, la corriente en esta línea se incrementará.
Los relés desobrecorriente (51) alimentados desde los TC’s en el lado de barra de la línea
están ajustados para operar con altas corrientes. Cuando los contactos del relé cierran, se
dispara el interruptor de la línea, aislando la falla.

Figura 4
Balance de corriente
Normalmente cuando dos líneas se conectan en paralelo, consumen igual corriente. Pero si
ocurre una falla en una de las líneas ésta llevará mucha más...