Luis Cruz Mercadilla
Escuela Superior de Ingenieros
Sevilla
Cálculo, Ensayo y Construcción de Máquinas Eléctricas
Potencia de cortocircuito
Introducción
Para realizar el cálculo de la potencia de cortocircuito de una instalación cualquiera, y dado que en estas tenemos múltiples tensiones, potencias y dispositivos con distintas características y equivalentes a la hora de modelarlos, nos vemos obligados a simplificar el análisis.
Un modo de afrontar los problemas de instalaciones es el de expresar todos los parámetros en por unidad (p.u.), reactancias equivalentes, tensiones y potencias.
En general todos los dispositivos integrados en una instalación vienen definidos por su placa de características, dándose también las reactancias equivalentes en p.u. pero referidas a los valores base de la máquina o dispositivo. Por tanto, para realizar un tratamiento global de la instalación debemos referir todos los parámetros a una misma base común.
Reactancias en p.u.
Para expresar una reactancia en p.u. y posteriormente cambiar la base de reducción, hacemos:
X " reactancia expresada en .
X1 " reactancia expresada en p.u. en base 1 (B1).
X2 " reactancia expresada en p.u. en base 2 (B2).
(1)
Expresando X2 en función de X1:
(2)
como 
; sustituyendo en (2), nos queda:
(3)
En un trafo la tensión de cortocircuito p.u. (cc) representa la reactancia p.u. Cuando la tensión a la que funciona el transformador es distinta de la nominal la reactancia se modifica como:
(4)
Si partimos de la reactancia de la línea XL en :
(5)
Serán las reactancias subtransitorias y transitorias referidas a la potencia elegida de base.
La reactancia subtransitoria en p.u. viene dada por:
(6)
donde Ia (A) es la intensidad de arranque del motor. Si además tenemos que adaptar esta reactancia a la tensión y potencia base, usaremos el método general dado por (3).
Resolución
Se obtiene la reactancia equivalente (Xeq) hasta el punto del cortocircuito, asociando las reactancias en serie o paralelo según la disposición.
La potencia de cortocircuito en p.u. se aproxima por el inverso de Xeq:
(7)
multiplicando (7) por SB se obtiene el valor de Scc en (KVA o MVA).
Dar la potencia de cortocircuito en el punto de enganche de nuestra instalación a la red, es similar a dar la reactancia equivalente en ese punto, ya que:
(8)
En el cálculo de la intensidad inicial de cortocircuito participan los generadores, motores síncronos y asíncronos con sus reactancias subtransitorias, previamente calculadas como se indicaba anteriormente. Para obtener la intensidad de ruptura se tendrán en cuenta sólo los generadores con sus reactancias subtransitorias y los motores síncronos con las correspondientes reactancias transitorias, despreciándose los asíncronos.
De la potencia Scc en el punto del corto, se determina la componente simétrica de la corriente de cortocircuito:
(9)
y como tenemos una componente de continua en la corriente, afectamos de un coeficiente 1.6 para la intensidad instantánea, y 1.2 para la intensidad de ruptura:
(10)
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Luis Cruz Mercadilla. Universidad de Sevilla.
Luis Cruz Mercadilla. Universidad de Sevilla. 2
Máquinas eléctricas: ensayo de cortocircuito
Máquinas eléctricas: ensayo de cortocircuito
Máquinas eléctricas: ensayo de cortocircuito
