¿Cuál es la fórmula para calcular la corriente de cortocircuito en un sistema de potencia?

1 Supuestos y simplificaciones

Para simplificar el cálculo de la corriente de cortocircuito, a menudo se asume que el sistema de alimentación está equilibrado y simétrico, y que las tres fases tienen el mismo voltaje, corriente e impedancia. Además, se supone que las fuentes de energía son ideales con impedancia interna cero, y que las líneas de transmisión no tienen pérdidas, con resistencia cero y solo reactancia. También se supone que los transformadores son ideales sin flujo de fuga, sin corriente de magnetización y sin pérdidas, así como que las cargas son insignificantes y no afectan la corriente de cortocircuito. Aunque estas suposiciones pueden no reflejar con precisión las condiciones reales del sistema eléctrico, permiten una estimación rápida y directa de la corriente de cortocircuito.

2 Fórmula básica

La fórmula básica para calcular la corriente de cortocircuito en un sistema de potencia es Isc = V / Z, donde Isc es la corriente de cortocircuito en amperios (Un), V es el voltaje previo a la falla en voltios (V), y Z es la impedancia total en ohmios (Ω) entre el punto de falla y las fuentes de alimentación. Para calcular Z, se deben tener en cuenta todos los componentes en serie entre el punto de falla y las fuentes de energía, como líneas de transmisión, transformadores y generadores. La impedancia de cada componente se puede expresar como un número complejo con una parte real (resistencia) y una parte imaginaria (reactancia). Además, se puede expresar como una magnitud (impedancia) y un ángulo (Ángulo del factor de potencia).

3 Tipos de averías

Pueden ocurrir diferentes tipos de fallas en un sistema de energía, como una sola línea a tierra (SLG) falla, donde una fase está en cortocircuito a tierra, una línea a línea (LL) falla, donde dos fases están en cortocircuito entre sí, una doble línea a tierra (DLG) falla, donde dos fases están en cortocircuito entre sí y a tierra, y una (3P) falla, donde las tres fases están en cortocircuito entre sí y a tierra. El tipo de fallo afecta significativamente al cálculo de la corriente de cortocircuito debido a los diferentes circuitos e impedancias equivalentes. Por ejemplo, una falla 3P tiene la impedancia más baja y la corriente de cortocircuito más alta, mientras que una falla SLG tiene la impedancia más alta y la corriente de cortocircuito más baja.

4 Métodos de análisis de fallos

El análisis y el cálculo de la corriente de cortocircuito en un sistema de potencia se pueden realizar mediante el uso de diferentes métodos, como el método por unidad, el método de componentes simétricos y el método directo. El método por unidad normaliza los voltajes, las corrientes y las impedancias a un valor base común, como la potencia nominal del sistema, lo que facilita el cálculo y la comparación de diferentes componentes y escenarios. El método de componentes simétricos descompone un sistema trifásico desequilibrado en tres sistemas equilibrados, conocidos como secuencias positivas, negativas y cero. Esto permite el cálculo de la corriente de cortocircuito para cualquier tipo de fallo utilizando el principio de superposición. Por último, el método directo calcula la corriente de cortocircuito directamente a partir de una fórmula básica utilizando valores reales de voltajes e impedancias. Sin embargo, es posible que este método no sea preciso o aplicable para todos los tipos de fallas y configuraciones.

6 Esto es lo que hay que tener en cuenta

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