La
complejidad del cálculo de la
intensidad de cortocircuito trifásica reside básicamente
en determinar el valor de la impedancia de la red aguas arriba
del
punto de defecto.
Método de las
impedancias
Todos los
componentes de una red (red de alimentación, transformador, alternador, motores, cables, barras, etc.) se caracterizan por
una impedancia (Z) compuesta por un elemento resistente (R) y un elemento
inductivo (X) denominado reactancia. X, R y Z se expresan en
ohmios.
·
La relación entre los diferentes valores se obtiene mediante:
Ejemplo 1:
·
El método consiste
en:
o
descomponer la red
en tramos
o
calcular para cada
componente los valores R y X
o
calcular para la
red:
-
el valor de R o de X equivalente
-
el valor de la impedancia equivalente
-
la intensidad de cortocircuito.
·
La intensidad de
cortocircuito trifásica es la siguiente:
Siendo:
Icc: intensidad de cortocircuito (en kA)
U: tensión entre fases en el punto en cuestión antes de
la aparición del defecto, en kV.
Zcc: impedancia de cortocircuito (en ohmios)
Ejemplo 2:
·
Zcc = 0,27 ohmios
·
U = 10 kV
Ejemplo 3:
En una
instalación similar a la del esquema unifilar siguiente, se desea determinar:
a) el valor de la
corriente de cortocircuito en el nivel del juego de barras,
b) el poder de
corte y de cierre de los disyuntores D1 a D7.
Datos:
·
Alimentación en 63
kV
·
Potencia de
cortocircuito de la fuente: 2.000 MVA
·
Configuración de la
red:
o
Dos transformadores
en paralelo y un alternador.
·
Características de
los materiales:
o
transformadores:
-
tensión 63 kV / 10 kV
-
potencia aparente: 1 de 15 MVA, 1 de 20 MVA
-
tensión de cortocircuito: Ucc = 10%
o
Alternador:
-
tensión: 10 kV
-
potencia aparente: 15 MVA
-
X'd transitorio: 20%
-
X"d subtransitorio: 15%
Método de resolución:
·
Determinación de las diferentes corrientes de cortocircuito
Las tres fuentes que pueden alimentar el cortocircuito
son los dos transformadores y el alternador.
Supongamos que no puede haber retorno de
potencia a través de D4, D5, D6 y
D7.
En caso de cortocircuito aguas arriba de
un disyuntor (D1, D2, D3, D4, D5,
D6, D7), éste se ve atravesado por la corriente de cortocircuito suministrada por los T1, T2 y G1.
·
Esquema equivalente
Cada elemento se compone de una
resistencia y de una inductancia.
Es necesario calcular estos valores para
cada elemento.
La red se
puede representar de la siguiente forma:
La experiencia demuestra que la resistencia suele ser
débil frente a la reactancia, por lo que se puede deducir que la reactancia es
igual a la impedancia (X = Z).
·
Para determinar la
potencia de cortocircuito, es preciso calcular los diferentes valores de las
resistencias y de las inductancias y a continuación realizar la suma aritmética
por separado.
·
Conociendo Rt y Xt,
se deduce el valor Zt aplicando la fórmula:
Nota: al no ser R relevante frente a X, se puede decir que Z =
X.
RESULTADOS:
Nota: un interruptor se define por
un poder de corte de un valor eficaz en régimen estabilizado y un porcentaje
de componente aperiódica que depende del tiempo de apertura del interruptor
y del R/X de la red
(aprox. 30%).
Para los alternadores, la componente aperiódica es muy elevada;
es preciso validar los cálculos mediante ensayos en laboratorios
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