7/26/2019 a9. Tipo de Cortocircuitos

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CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO ICC Y ESFUERZO ELECTRODIN MICO

EN EL T BLERO ELECTRICO

Determinar el valor de la corriente que circula por losdistintos puntos de una instalacin elctrica bajocondiciones de falla adquiere una importancia fundamental. El conocimiento exacto de su magnitud, esimprescindible para el adecuado dimensionamiento de tableros, protecciones, conductores, etc., de modoque se traduce en un factor importante para obtener una instalacin libre de daos imprevistos yesencialmente segura.

Para efectos de facilidad de clculo, se acostumbra a utilizar el concepto de "barra infinita", representandoun sistema elctrico ideal, cuyos parmetros propios, vale decir voltaje y frecuencia, permaneceninvariables cuando ocurren fallas en cualquier punto del sistema elctrico. Un sistema real se representausualmente como una barra infinita en serie con una impedancia que es equivalente a todas lasimpedancias del sistema entre la generaci6n y el punto que se est analizando.

Para calcular las corrientes de cortocircuito bastar entonces determinar que otras impedancias

Zt =R+jX intervienen en la falla y en que forma estn interconectadas y a este circuito resultante aplicarle latensin nominal del sistema.

INFLUENCIAS DE LOS MOTORES AL CORTOCIRCUITO

Antes de determinar estas impedancias, analicemos brevemente desde que fuente se esta recibiendocorriente hacia el cortocircuito. Bsicamente estas fuentes son 3 :

1) El SISTEMA DE GENERACIN, en el caso de un calculo en B.T

2)

Los MOTORES Y CONDENSADORES SNCRONOS, si es que existen stos conectados en lainstalacin

3)

Los MOTORES DE INDUCCIN.

El aporte de corriente del sistema de generacin , no parece necesario comentarlo, pero hay otros 2casos :

1.LOSMOTORES O CONDENSADORES SNCRONOS, por construccin son prcticamente iguales aun alternador y tienen un campo de excitacin alimentado con CC. En el instante que se produce uncortocircuito, el voltaje de lnea baja a valores muy pequeos y el motor tiende a detenerse, sin embargo,

por inercia propia y la de la carga que est arrastrando esa detencin no es instantnea y durante el

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perodo de frenado la mquina est trabajando como generadory est entregando corriente hacia el puntode falla. La magnitud de esta corriente depender de la reactancia propia del motor o condensador y de su

potencia y la duracin del fenmeno depender de la duracin del frenado, pero en general se puede

establecer que la magnitud de la corriente es apreciable durante un perodo de 6 a 10 ciclos contado desdeel momento en que se produce la falla.

2.Una situacin similar sucede en el caso de MOTORES DE INDUCCIN,sin embargo, la duracin defenmeno es muy pequea por cuanto no existe una excitacin de corriente continua que estmanteniendo el flujo de induccin. El aporte de corriente al cortocircuito ser apreciable durante un

tiempo no superior a los 2 o 3 primeros ciclos ( 60 ms )despus de ocurrida la falla.

El valor de la corriente aportada por un motor de induccin a la falla depender tambin de su reactanciay de su potencia, la reactancia tiene, en el momento de falla un valor muy parecido a la reactancia demotor trabado, por esta razn la corriente aportada al cortocircuito por el motor tiene un valoraproximadamente igual a la corriente de partida directa.

Existen tablas que dan valores representativos de reactancias para motores sncronos y de induccin en

baja tensin ; dichos valores pueden aplicarse tambin, con un margen aceptable de exactitud paragrupos de motores, de modo que en un caso dado pueden reemplazarse todos los motores sncronos ode induccin de una instalacin, por un nico motor equivalente de cada tipo, con una potencia igual a lasuma de las potencias de cada uno de los componentes del grupo y con una reactancia en tanto por unotomada de los valores indicados en la tabla, pero sobre la base de la potencia total del grupo.

LA ASIMETRA DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO Icc

Si observamos un oscilograma de la corriente en un cortocircuito podemos ver que es de la formamostrada en la figura, es decir, en el instante inicial la corriente es asimtricacon respecto al eje cero yesta asimetra se va perdiendo despus de un cierto tiempo ( 60ms) hasta alcanzar el valor de falla enrgimen permanente. Esta asimetra inicial se origina en la presencia de reactancias inductivasen ecircuito de falla, lo que hace que el circuito se comporte como si existiera una componente CC en la

A. CORRIENTE DEB. COMPONENTE CC

C. APORTE DE MOTORES

SINCRONOS

D. APORTE DE MOTORES

DE INDUCCIN

E. APORTE ALIMENTACI N

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corriente de falla. Esta componente continua desaparece ms o menos rpidamente dependiendo de larelacin de la reactancia a la resistencia del circuito, es decir, de la razn X/R.

El efecto prctico que esta situacin conlleva , es que las protecciones deben dimensionarse para lacorriente de falla asimtrica y como los clculos nos entregan el valor simtrico se han establecidofactores de asimetraen funcin de la relacin X/R.

Los valores de este factor varan entre 1 a 1,73 y en la grafica siguientesmuestran distintos valorespara este factor, conociendo la relacin X/R.

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TABLA FACTOR DE ASIMETRA SEGN RELACIN X/R

Comono es fcil establecer la razn exacta X/R en todo momento, se acostumbra a emplear factores de

asimetra tpicos para distintos puntos de un sistema. Para sistemas de distribucin en MT ( 13,2 kV.4,18 kv., 3,3 kV. etc.) 1,25es un valor suficientemente seguro; en sistemas de distribucin en BT ( 660550 V. 380/22OV ) en que el efecto de la resistencia de los alimentadores predomina sobre su reactancia1,1es un factor de asimetra aceptable.***

Icc Monofasico J = 2Icc Trifsico J = 2/3

FA : Factor de asimetraEmax : Voltaje de alimentacin peak

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CALCULO POR TABLA Icc norma francesa

nfc

15105

Para efectuar un calculo aproximado a partir de los datos de la subestacin suministradora podemos evaluar lacorriente de cortocircuito presunta en el tablero por el siguiente mtodo por tabla :

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CALCULO DE CORRIENTE CORTOCIRCUITO EN EL TABLERO

Corriente de ctocto generado por el Transformador ( conectado a barra infinita )

P KVA 50 100 160 200 250 315 400 500 600 800 1000 1250 1600 2000

Icc ka 1,7 3,4 5,5 6,7 8,6 10,1 13,7 17,2 21,6 24,4 27,5 31,2 36,7 42,3

SECCION

FASE mm2 LARGO CANALIZACION EN MTS1,5 0,6 1 1,3 1,6 3 6,5 8 9,5 13 16 32

2,5 NORMA FRANCESA 1 1,3 1,5 2,1 2,6 5 10 13 16 21 26 50

4 NFC 15.105 0,8 1,7 2,1 2,5 3,5 4 8,5 17 21 25 34 42 85

6 1,3 2,5 3 4 5 6,5 13 25 32 38 50 85 130

10 0,8 1,1 2,1 4 5,5 6,5 8,5 11 21 42 55 65 85 110 210

16 0,9 1 1,4 1,7 3,5 7 8,5 10 14 17 34 70 85 100 140 170 340

25 1 1,3 1,6 2,1 2,6 5 10 13 16 21 26 50 100 130 160 210 260

35 1,5 1,9 2,2 3 3,5 7,5 15 19 22 30 37 75 150 190 220 300 370

50 1,1 2,1 2,7 3 4 5,5 11 21 27 32 40 66 110 210 270 320

70 1,5 3 3,5 4,5 6 7,5 15 30 37 44 60 75 150 300 370

95 0,9 1 2 4 5 6 8 10 20 40 50 60 80 100 200 400

120 0,9 1 1,1 1,3 2,5 5 6,5 7,5 10 13 25 50 65 75 100 130 250150 0,8 1 1,1 1,2 1,4 2,7 5,5 7 8 11 14 27 55 70 80 110 140 270

185 1 1,1 1,3 1,5 1,6 3 6,5 8 9,5 13 16 32 65 80 95 130 160 320

240 1,2 1,4 1,6 1,8 2 4 8 10 12 16 20 40 80 100 120 160 200 400

300 1,5 1,7 1,9 2,2 2,4 5 9,5 12 15 19 24 49 95 120 150 190 240

2x120 1,5 1,8 2 2,3 2,5 5,1 10 13 16 20 25 50 100 130 160 200 250

2x150 1,7 1,9 2,2 2,5 2,8 5,5 11 14 17 22 28 55 110 140 180 220 280

2x185 2 2,3 2,8 2,9 3,5 6,5 13 16 20 26 33 65 130 160 200 250 330

3x120 2,3 2,7 3 3,5 4 7,5 15 19 23 30 38 75 150 190 230 300 380

3x150 2,5 2,9 3,5 3,5 4 8 16 21 25 33 41 80 160 210 250 330 410

3x185 2,9 3,5 4 4,5 5 9,5 20 24 29 39 49 95 190 240 290 390

Icc

aguas arriba ICC AL NIVEL CONSIDERADO Icc aguas abajo KaKa

100 94 94 93 92 91 83 71 67 63 56 50 33 20 17 14 11 9 5 2,4 2 1,6 1,2 1 0,5

90 85 85 84 83 80 76 66 62 58 52 47 32 20 16 14 11 9 4,5 2,4 2 1,6 1,2 1 0,5

80 76 76 75 75 74 69 61 57 54 49 44 31 19 16 14 11 9 4,5 2,4 2 1,6 1,2 1 0,5

70 67 67 66 66 65 61 55 52 49 45 41 29 18 16 14 11 9 4,5 2,4 1,9 1,6 1,2 1 0,5

60 58 58 57 57 57 54 48 46 44 41 38 27 18 15 13 10 8,5 4,5 2,4 1,9 1,6 1,2 1 0,5

50 49 49 48 48 48 46 42 40 39 36 33 25 17 14 13 10 8,5 4,5 2,4 1,9 1,6 1,2 1 0,5

40 39 39 39 39 39 37 35 33 32 30 29 22 15 13 12 9,5 8 4,5 2,4 1,9 1,6 1,2 1 0,5

35 34 34 34 34 34 33 31 30 29 27 26 21 15 13 11 9 8 4,5 2,3 1,9 1,6 1,2 1 0,5

30 30 29 29 29 29 28 27 28 25 24 23 19 14 12 11 9 7,5 4,5 2,3 1,9 1,6 1,2 1 0,5

25 25 25 25 24 24 24 23 22 22 21 20 17 13 11 10 8,5 7 4 2,3 1,9 1,6 1,2 1 0,5

20 20 20 20 20 20 19 19 18 18 17 17 14 11 10 9 7,5 6,5 4 2,2 1,8 1,5 1,2 1 0,515 15 15 15 15 15 15 14 14 14 13 13 12 9,5 8,5 8 7 6 4 2,1 1,5 1,5 1,2 0,9 0,5

10 10 10 10 10 10 10 9,5 9,5 9,5 9,5 9 8,5 7 6,5 6,5 5,5 5 3,5 2 1,7 1,4 1,1 0,9 0,5

7 7 7 7 7 7 7 7 6,5 6,5 6,5 6,5 5 5,5 5 5 4,5 4 2,9 1,8 1,6 1,3 1,1 0,9 0,5

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4,5 4 4 4 3,5 3,5 2,5 1,7 1,4 1,3 1,1 0,8 0,5

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3,5 3,5 3,5 3 3 2,9 2,2 1,5 1,3 1,2 1,1 0,8 0,4

3 3 3 3 3 3 3 3 2,9 2,9 2,9 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 1,9 1,4 1,2 1,1 0,9 0,8 0,4

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1,9 1,9 1,8 1,8 1,7 1,7 1,4 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,4

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,9 0,9 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,3