08 Ago
Tipos de Cortocircuitos y sus Esquemas
Cortocircuito Tripolar
Las tensiones correspondientes al punto de cortocircuito son nulas y las cargas son simétricas debido a las corrientes simétricas que están desfasadas 120°. Por este motivo, el cálculo de corrientes se realiza solo para una fase. Los otros tipos de cortocircuitos no son simétricos y, por lo tanto, los cálculos serán más complejos.
Cortocircuito Bipolar sin Contacto a Tierra
Las corrientes iniciales son simétricas, menores que las del cortocircuito tripolar. Sin embargo, si este se da en las proximidades de una máquina síncrona o asíncrona con un cierto nivel de potencia, pueden llegar a ser mayores.
Cortocircuito Bipolar con Contacto a Tierra
Similar al cortocircuito bipolar sin contacto a tierra.
Cortocircuito Monofásico a Tierra
Son los más frecuentes. En las redes con la puesta a tierra rígida o con una impedancia de bajo valor, pueden superar las corrientes de los cortocircuitos tripolares.
Cortocircuito Bifásico a Tierra
Ocurre en instalaciones con neutro aislado o puesta a tierra compensada (por medio de una reactancia de elevado valor). Su magnitud suele ser menor que la del cortocircuito bipolar.
Esquema y Principio de Funcionamiento de un Transformador Desfasador Serie
El transformador desfasador T2 es alimentado por medio de una fuente de tensión variable T1, con lo que se inyecta en la línea una pequeña tensión que es necesario sumar a la tensión existente en la línea. Al disponer el transformador T2 a la salida del transformador de la subestación (no representado), podemos sumar a la tensión de salida del transformador una pequeña tensión, de tal manera que lo que se obtiene es una mejora del factor de potencia, repercutiendo en la línea.
Definición de Impedancia Homopolar y su Presencia en Transformadores
La impedancia homopolar es un parámetro fundamental en el estudio de fallas asimétricas en sistemas eléctricos. A continuación, se indica qué transformadores presentan impedancia homopolar según su grupo de conexión:
Conexión Delta-Delta (ΔΔ)
No hay impedancia homopolar; es infinita.
Conexión Estrella-Estrella (YY) sin Neutro Conectado a Tierra
La impedancia homopolar tanto del primario como del secundario es infinita; por lo tanto, no hay corriente homopolar.
Conexión Estrella-Delta (YΔ) con el Centro de Estrella Conectado a Tierra
El primario tiene impedancia homopolar y el secundario no la tiene.
Conexión Estrella-Estrella (YY) con Ambos Neutros Conectados a Tierra
Sí que tiene impedancia homopolar. Para determinarla, se cortocircuita el primario del transformador y se une al secundario, el cual también se cortocircuita. De esta manera, se tienen las tres fases en doble paralelo unidas a través del neutro. Al alimentar el sistema con un generador monofásico y medir la relación entre la tensión de fase y la corriente de una fase, se obtiene la impedancia homopolar del transformador.
Conexión Estrella-Estrella (YY) con el Secundario Conectado a Tierra
Primario: impedancia infinita. Secundario: se obtiene de la relación tensión-corriente.
Conexión Estrella-Delta (YΔ) sin Conexión a Tierra
La impedancia homopolar es infinita y, por lo tanto, la corriente es 0.
Ventajas y Desventajas de la Puesta a Tierra de Media Tensión a Través de una Reactancia Inductiva de Bajo Valor
Ventajas
- Limita la amplitud de las corrientes de defecto.
- La selectividad de la protección es fácil de instalar si la corriente limitadora es muy superior a la corriente capacitiva del sistema eléctrico.
- La bobina tiene una baja resistencia y no disipa una gran cantidad de energía térmica, lo que permite reducir el tamaño de la bobina.
- En los sistemas de alta tensión, esta solución es más rentable que la puesta a tierra por resistencia.
Inconvenientes
- No hay continuidad de servicio; los fallos a tierra deben corregirse en cuanto se produzcan (disparo al primer defecto).
- Una vez corregidos los fallos a tierra, se pueden producir sobretensiones elevadas debido a la resonancia entre la capacidad del sistema eléctrico y la reactancia.
Comportamiento de Bobinas y Condensadores en Cortocircuito
Ecuación Intensidad-Tiempo de la Bobina (Inductor)
La relación entre tensión e intensidad en una bobina viene dada por la expresión:
De esta ecuación se deduce que la corriente no puede cambiar instantáneamente, ya que eso implicaría una tensión infinita, lo cual no es físicamente posible.
La forma inversa de esta ecuación es:
Ecuación Intensidad-Tiempo del Condensador (Capacitor)
En un condensador, la relación es:
Esto significa que el voltaje no puede cambiar bruscamente, ya que requeriría una corriente infinita.
La forma inversa es:
Comportamiento ante un Cortocircuito
🔸 La bobina tiende a mantener constante la corriente. Si se intenta interrumpir bruscamente un circuito con bobina (por ejemplo, abrir un interruptor durante un cortocircuito), se puede generar una sobretensión peligrosa, debido a la alta derivada de corriente.
El condensador tiende a mantener constante la tensión. Si se produce un cortocircuito repentino en un circuito con condensador cargado, este intentará mantener su voltaje, generando una corriente de descarga muy intensa en un tiempo muy corto.
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