Objetivo General

Dotar de conocimientos tcnico-practico a los

participantes en las protecciones elctricas de

cargas industriales y comerciales en base a

recomendaciones nacionales e internacionales.

Temtica: T

em

ti

ca

1. Generalidades de los sistemas de proteccin

de los sistemas elctricos.

2. Equipo bsico para proteccin elctrica.

3. El corto-circuito en los sistemas elctricos.

4. Dispositivos de proteccin.

5. Proteccin de motores y transformadores de

potencia.

6. Red de tierra aplicada a la proteccin de

sistemas elctricos.

Captulo 3: El corto-circuito en los sistemas elctricos.

Objetivos de captulo:

Al finalizar esta parte el participante habr recibido informacin sobre:

Clasificar los tipos de corto-circuitos que aparecen en las redes elctricas.

Determinar la magnitud del corto-circuito que podra ocurrir en un sistema elctrico.

Generalidades

La seguridad en el

suministro de energa

elctrica desde la

central al punto de

consumo depende, en

gran parte, del grado

de proteccin previsto

en las subestaciones y

lneas intermedias.

Corrientes de corto-circuito

Debido al constante incremento de produccin de energa elctrica, las corrientes de corto-circuito, en los sistemas de transporte y distribucin actuales, alcanzan elevados valores, que en muchos casos pueden afectar gravemente las instalaciones.

Corrientes de corto-circuito

La corriente de corto-circuito de una instalacin

elctrica, en general, va acompaada, en el momento

inicial, de fenmenos transitorios seguidos de una

situacin permanente. Los efectos bsicos del corto-

circuito sobre la instalacin se pueden resumir en:

Efecto electrodinmico.

Efecto trmico.

Efecto electrodinmico

Debido a la fuerza que

aparece en los

conductores al ser

atravesados por fuertes

corrientes y estar bajo

campo magntico.

Efecto trmico

Debido al calor producido

por la intensidad (efecto

Joule) y a la capacidad

calorfica de la zona donde

se haya producido.

Dada la escasa duracin del

corto-circuito (normalmente

inferior a 3 segundos),

puede afirmarse que no se

produce transmisin de calor

al medio que rodea al

conductor.

La ecuacin de equilibrio trmico

es:

Donde:

R: Resistencia hmica del

conductor.

I: Intensidad que circula por l.

t: Tiempo de duracin del corto-

circuito.

Q: Capacidad calorfica del cobre

que depende de su seccin, clase

de conductor (Cu Al) y

temperatura mxima admisible.

Clases de corto-circuito

Trifsico

Afecta a las tres fases,

ejemplo:

Cada de una torre

por accin conjunta

del viento.

Rotura de cable

subterrneo por una

maquina excavadora.

Clases de corto-circuito

Bifsico sin contacto a

tierra

Afecta a dos fases

cualesquiera.

Clases de corto-circuito

Bifsico con contacto a

tierra

Afecta a dos fases

cualesquiera y a

tierra, ejemplo: rotura

de un cable que llegue

hasta el suelo.

Clases de corto-circuito

Fase con contacto a

tierra

Ejemplo: rotura de un

cable que arrastra

hasta el suelo.

Calculo de la intensidad de corto-

circuito.

El corto-circuito trifsico equivale a una carga

simtrica de la red: por tanto, el calculo puede

realizarse por fase como si se tratara de una lnea

normal.

Determinar la impedancia total del tramo de lnea

afectado por el corto-circuito.

Determinar la ICC permanente en el punto

considerado.

Calculo de la intensidad de corto-

circuito.

Impedancia:

Normalmente, las componentes RCC y jXCC se expresan en /km, y suelen darse en los catlogos de fabricantes de cables.

Calculo de la intensidad de corto-

circuito.

Corto-circuito:

Donde:

VL: Voltaje de lnea (kV)

ZCC: Impedancia de corto-circuito por fase.

ICC: Corriente de corto-circuito permanente (kA).

Potencia de corto-circuito

Donde:

VL: tensin de lnea (kV)

PCC: potencia de corto-circuito(MVA)

Ejemplo:

En la siguiente figura, se ha representado el

esquema de una rama de distribucin alimentada

por un transformador, en donde se indican las .

resistencias y reactancias de cada tramo.

Determinar las corrientes de corto-circuito en cada

tramo de lnea.

Solucin:

Tramo 1 Tramo 3 Tramo 2 Tramo 4

Solucin:

Tramo 1 Tramo 3 Tramo 2 Tramo 4

Solucin:

Tramo 1 Tramo 3 Tramo 2 Tramo 4

Solucin:

Tramo 1 Tramo 3 Tramo 2 Tramo 4

Impedancia de transformador

Ejemplo:

Un transformador de 250KVA, 4160V/480V, 60Hz

tiene una impedancia de 5.1%. Determinar:

a) La impedancia base del lado primario y del

secundario.

b) La impedancia interna Z total del transformador

desplazada al lado primario.

Solucion:

MUCHAS GRACIAS

Ing. Jaime Tisnado