Clculo de las ICC por el mtodo de las impedancias

Icc segn los diferentes tipos de cortocircuitos

Cortocircuito trifsicoEs el defecto que corresponde a la reunin de las 3 fases.

Siendo: Icc: intensidad de corriente de cortocircuitoU: tensin compuesta o entre fases, correspondiente a la tensin en vaco del transformador (entre 3 y 5 % superior a la tensin en bornes de carga). Ejemplo: para redes a 390 V, la tensin compuesta U=410 V Tensin simple U/ 31/3= 237 V

Por lo tanto, el clculo de Icc se resume al de la impedancia Zcc: ___________________Zcc= ((R2) + (X2))Siendo: Zcc= impedancia directa por faseR= suma de todas las resistencias en seriaX= suma de todas las reactancias en serie

Consideraciones generales:Generalmente, el efecto trifsico es el que provoca las corrientes ms elevadasEl clculo de Icc es indispensable para elegir los materiales (intensidades y esfuerzos mximos a soportar)

Icc segn los diferentes tipos de cortocircuitos

Cortocircuito bifsico aisladoCorresponde a un defecto entre 2 fases, alimentado por una tensin compuesta U

Icc2 = U / 2.Zcc = (3/2) Icc3 = 0,86 Icc3 Icc2 < Icc3

Cortocircuito monofsico aisladoCorresponde a un defecto entre una fase y el neutro, alimentado por una tensin simple

Icc1 puede llegar a ser > que Icc3

Icc segn los diferentes tipos de cortocircuitos

Cortocircuito a tierra (monofsico o bifsico)Este circuito provoca la intervencin de la impedancia homopolar

Icch < Icc3 (salvo en presencias de mquinas rotativas, donde Zh se encuentra reducida)

Para qu calculo Icch?Segn el rgimen del neutro (esquema de conexin a tierra), para la eleccin de los niveles de regulacin de los dispositivos de proteccin homopolar

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoMtodo

Principio del mtodo de las impedancias: Determinar Icc a partir de la impedancia que representa el circuito recorrido por la corriente del defecto.

Esta impedancia se calcula una vez que se han totalizado separadamente las diferentes resistencias y reactancias del circuito del efecto, comprendida la fuente de alimentacin hasta el punto considerado.

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoImpedancias de la red

Impedancias de la red aguas arriba (Za)Se limita a las indicaciones facilitadas por el distribuidor (nicamente la potencia de cortocircuito Scc)Za = U2 / Scc

En alta tensin: Ra/Za= 0,20 en 20 kVDemostracinXa/Za= (1-0,202)

Xa= 0,980 Za en 20 kV Xa ~= Za

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoImpedancias de la red

Impedancia interna del transformador (ZT)Se calcula a partir de la tensin de cortocircuito (Ucc) expresada en porcentaje

ZT= ucc U2 / Sn

Siendo: U= tensin compuesta, en vaco, del transformador.Sn= potencia aparente del transformador.ucc=tensin que debemos aplicar al primario del transformador para que el secundario sea recorrido por la intensidad nominal In, estando en bornes el secundario en cortocircuito. (Para MT/BT, los valores de Ucc estn normalizados).

En general RT

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoImpedancias de la red

Impedancia de los conductores (ZL)ZL = f (componentes, R y X unitarias y long.)

RL unitaria de las lneas areas, de los cables y de los juegos de las barras se calcula:RL = /SSiendo:S=seccin del conductor [mm2]=resistividad [mm2/m] (depender del tipo de corriente de circuito a calcular (mx/mn))

XL unitaria de las lneas areas, de los cables y de los juegos de las barras se calcula:XL = L = 15,7 + 144,44 log (d/r)Siendo:r= radio de los conductoresd= distancia media entre los conductores

Lneas areas: d XL y tensin de utilizacinPor lo tanto, se toman como valores caractersticos: XL= 0,3 /km (lneas de BT o MT)XL= 0,4 /km (lneas MT o AT)

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoImpedancias de las mquinas rotativas

Generadores sncronosIcc/In = 100/x

Donde x es equivalente a la ucc de los transformadores, o sea:

Siendo:U = tensin compuesta del alternador, en vaco.Sn = potencia aparente (VA) del alternador.

Valores de las reactancias de alternadores en %.

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoImpedancias de las mquinas rotativas

Motores y compensadores sncronosEl comportamiento de estas mquinas en cortocircuito es semejante al de los alternadores:suministran a la red intensidad en funcin de su reactancia en %

Reactancias en % de motores y compensadores sncronos Motores asncronosAnte un cortocircuito, es un generador al que podemos atribuirle impedancia subtransitoria: Z = 20-25%

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoOtras impedancias

Condensadores o capacitoresPara calcular el valor mximo de Icc, no es necesario tener en cuenta la aportacin de las bateras de los condensadores.Donde s inciden, es en los fenmenos de ruptura (modifican la frecuencia propia del circuito).

Dispositivos de maniobra (interruptores automticos, contactores con bobina de soplado, rels trmicos directos)Se considera su impedancia (para los clculos de Icc), si estos aparatos estn situados inmediatamente aguas arriba del cortocircuito detectado que son los nicos que deben abrir el cortocircuito (interruptores automticos selectivos)

Determinacin de las impedancias de cortocircuitoOtras impedanciasArcos en el punto de fallaLa corriente de cortocircuito atraviesa normalmente un arco, en el punto del defecto, cuya resistencia es apreciable y muy variable: de hecho, la cada de tensin en un arco de defecto vara entre 100 y 300 V.En AT este valor se despreciaEn BT debe tenerse en cuenta para el clculo de la corriente mnima de cortocircuito.

Impedancias diversasOtros elementos pueden presentar impedancias no despreciables: Filtros antiarmnicos, bobinas de choque (destinadas a limitar Icc)Transformadores de corriente con primario bobinado (cuya Z vara segn calibre y construccin)

Relaciones entre las impedancias de los diferentes niveles de tensin de una instalacin Impedancias en funcin de la tensinPotencia del circuito, invariable, cualquiera sea la tensin (BT o AT)Implica que todas las impedancias deben de calcularse refirindolas a la tensin del punto del defecto (puede ser fuente de error para clculos en redes con 2 valores de tensin)

De esta manera, surge el mtodo de las impedancias relativas

Este mtodo permite establecer una relacin entre las impedancias de los diferentes niveles de tensin de una instalacin elctrica

De esta manera,

Potencia de cortocircuito (en el punto de tensin U)

Corriente de defecto o cortocircuito

Siendo U = tensin de vacoZR= representacin vectorial de todas las impedancias relativas aguas arriba.