cortocircuito 5- contribución de las máquinas sícncronas
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8/18/2019 Cortocircuito 5- Contribución de Las Máquinas Sícncronas
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Cálculo de la Corriente de Cortocircuito en Sistemas Eléctricos Industriales
A s o c i a c i ó n d e
N o r m a l i z a c i ó n y
C e r t i f c a c i ó n , A
. C .
ASOCIACIÓN DE NORMALIZACIÓN Y
CERTIICACIÓN A!C!
Tema "!# Contri$uci%n de las Má&uinasS'ncronas a la Corriente de Cortocircuito
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Cálculo de la Corriente de Cortocircuito en Sistemas Eléctricos Industriales
A s o c i a c i ó n d e
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(!)# CONSIDERACIONES *+E SE TOMAN EN C+ENTA D+RANTELA CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS A LACORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO!
(!/# CONTRI,+CIÓN DE LOS 0ENERADORES S.NCRONOSD+RANTE LA ALLA DE CORTOCIRC+ITO
(!1# CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS D+RANTE LAALLA DE CORTOCIRC+ITO
(!2# REACTANCIAS T.3ICAS DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS YACTORES DE M+LTI3LICACIÓN4 DE AC+ERDO A LAS NORMASIEEE STD C15!6)6#)777 Y LA NORMA IEEE STD C15!)1#)776
(!(# REACTANCIAS T.3ICAS DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS43ARA EL C-LC+LO DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO
(!# CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS A LACORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO
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CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS D+RANTELA ALLA DE CORTOCIRC+ITO
8 LA MA0NIT+D INICIAL DE LA COM3ONENTE DE CORRIENTE ALTERNA 9CA:DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO4 SE CALC+LA +TILIZANDO LAREACTANCIA S+,TRANSITORIA DE LA M-*+INA! LA MA0NIT+D DE INICIAL DELA COM3ONENTE DE CORRIENTE DIRECTA 9CD: CORRES3ONDIENTE A LACORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO4 ES I0+AL AL "ALOR DE CRESTA DE LACOM3ONENTE INICIAL DE CORRIENTE ALTERNA 9CA:4 S+3ONIENDO *+E LAALLA DE CORTOCIRC+ITO OC+RRE EN +NA ASE4 *+E TIENE LA ASIMETR.AM-;IMA 3OSI,LE!8 EN LAS TA,LAS SE M+ESTRAN LAS CARACTER.STICAS T.3ICAS DEREACTANCIAS Y LOS ACTORES DE M+LTI3LICACIÓN A3LICADOS A LASREACTANCIAS S+,TRANSITORIAS 9;/ CICLO: Y 3ARA EL TIEM3O DE INTERR+3CIÓN 91 A( CICLOS:!
8 C+ANDO NO SE TIENEN DIS3ONI,LES LAS REACTANCIAS DE LASM-*+INAS S.NCRONAS4 EN LA TA,LA 3OSTERIOR SE M+ESTRAN LOS"ALORES T.3ICOS DE REACTANCIAS S+,TRANSITORIAS 9;
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CONSIDERACIONES *+E SE TOMAN EN C+ENTA D+RANTELA CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS A LA
CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO):# LAS CORRIENTES DE CORTOCIRC+ITO *+E OC+RREN EN LOSSISTEMAS ,A@A TENSIÓN Y ALTA TENSIÓN4 O3ERAN A +NA REC+ENCIA3R-CTICAMENTE CONSTANTE 96 B 64) :!
/:# D+RANTE LA OC+RRENCIA DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO43R-CTICAMENTE NO E;ISTE CAM,IO EN EL "OLTA@E DE LA +ENTE O EL"OLTA@E *+E OCASIONA *+E L+YA LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITOINICIAL!
1:# SE CONSIDERA +N "ALOR DEL "OLTA@E DE 3RE#ALLA EN EL ,+S9,ARRA: DE )46 3OR +NIDAD 93! +!:!
2:# LA IM3EDANCIA DE ALLA 9Z : SE CONSIDERA CERO Y NO TIENEEECTO EN LA LIMITACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO!
(:# LA CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INA S.NCRONA A LA CORRIENTE DECORTOCIRC+ITO TOTAL DISMIN+YE CON EL TIEM3O4 DES3+FS DE LAOC+RRENCIA DE LA ALLA Y S+ EECTO DE CONTRI,+CIÓN NO ESDES3RECIA,LE EN LOS SISTEMAS IND+STRIALES!
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:# EL 0ENERADOR S.NCRONO CONTRI,+YE D+RANTE TODO EL TIEM3O DED+RACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITOG C+ANDO SEENC+ENTRA +,ICADO CERCANO AL ,+S ALLADO LA ORMA DE ONDA DE
LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO ES ASIMFTRICA Y 3ARA +NA+,ICACIÓN LE@ANA LA ORMA DE ONDA DE LA CORRIENTE DECORTOCIRC+ITO ES SIMFTRICA!
5:# LAS CORRIENTES DE CAR0A SON M+CO MENORES *+E LASCORRIENTES DE CORTOCIRC+ITO4 3OR ESTA RAZÓN SE DES3RECIAN 3ARALOS C-LC+LOS DE LAS MA0NIT+DES DE CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO!
H:# SE DE,E +TILIZAR LA RELACIÓN DE REACTANCIA A RESISTENCIA9RELACIÓN ;>R:4 3ARA CALC+LAR LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO ENEL 3+NTO DE ALLA!
7:# 3OR NECESIDADES DE A3LICACIÓN 3R-CTICA4 SOLAMENTE SECONSIDERAN LAS ALLAS DE CORTOCIRC+ITO TRI-SICAS Y LAS ALLAS
DE CORTOCIRC+ITO MONO-SICAS 9ASE A TIERRA:!
CONSIDERACIONES *+E SE TOMAN EN C+ENTA D+RANTELA CONTRI,+CIÓN DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS A LA
CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO 9CONTIN+ACIÓN:
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CONTRI,+CIÓN DE LOS 0ENERADORES S.NCRONOS D+RANTELA ALLA DE CORTOCIRC+ITO
EL 0ENERADOR S.NCRONO TIENE ,O,INAS DE CORRIENTE ALTERNA 9CA: ENEL ESTATOR Y SE DENOMINA ARMAD+RAG EN EL ROTOR TIENE +NAALIMENTACIÓN DE CORRIENTE DIRECTA 9CD: Y SE DENOMINA DE"ANADO DECAM3OG EN LA I0+RA SE M+ESTRA +NA RE3RESENTACIÓN SIM3LIICADA DEL0ENERADOR S.NCRONO Y LOS OSCILO0RAMAS DE CORRIENTE DE
CORTOCIRC+ITO4 3ARA +NA ALLA TRI-SICA AL INAL DE LA L.NEA DETRANSMISIÓN!
C+ANDO LA ENER0.A DE CORRIENTE DIRECTA 9CD: ES MAYOR *+E LA *+ERE*+IERE EL 0ENERADOR S.NCRONO 3ARA S+ MA0NETIZACIÓN4 ENTONCESOC+RRE *+E EL "OLTA@E INTERNO EN EL 0ENERADOR ES MAYOR *+E LADIERENCIA DE 3OTENCIAL EN LAS TERMINALES DE LA M-*+INA Y LA3OTENCIA REACTI"A L+YE SALIENDO DE LA M-*+INA!
SI LA ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE DIRECTA 9CD: NO 3+EDE S+MINISTRARTODA LA ENER0.A *+E RE*+IERE LA M-*+INA 3ARA S+ MA0NETIZACIÓN4ENTONCES OC+RRE *+E LA 3OTENCIA REACTI"A L+YE DEL SISTEMAELFCTRICO ACIA EL 0ENERADOR S.NCRONO! LOS 0ENERADORES S.NCRONOSTIENEN CONTROL A+TOM-TICO DE "OLTA@E O CONTROL DE RE0+LACIÓN DE3OTENCIA REACTI"A4 3ARA MANTENER EL "OLTA@E DESEADO O LA 3OTENCIA
REACTI"A DE SALIDA!
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I0+RA!# MODELADO DEL 0ENERADOR S.NCRONO Y CORRIENTEDE CORTOCIRC+ITO 3ARA +NA ALLA TRI-SICA AL INAL DE LA
L.NEA DE TRANSMISIÓN
A:# MODELADO ELFCTRICO DEL0ENERADOR S.NCRONO!
,:# OSCILO0RAMA DE CORRIENTE3ARA +NA ALLA TRI-SICA LE@ANA
"JE sen 9Kt :
6
/6!6
#/(!6
6
/(!6
#/6!6
#/6!6
6
/(!6
6!6 (!6 )6!6 )(!6
(!6 )6!6 )(!66!6
(!6 )6!6 )(!66!6
LR
EE
EM
EE# ENER0.A ELFCTRICAEM# ENER0.A MEC-NICA
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CONTRI,+CIÓN DE LOS 0ENERADORES S.NCRONOS D+RANTELA ALLA DE CORTOCIRC+ITO 9CONTIN+ACIÓN:
C+ANDO LA ALLA DE CORTOCIRC+ITO OC+RRE CERCANO AL0ENERADOR4 LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO DECRECEE;3ONENCIALMENTE EN EL TIEM3O4 DESDE +N "ALOR ELE"ADO ASTA+N "ALOR M-S ,A@O4 ASTA LLE0AR AL ESTADO ESTA,LE! ESTO S+CEDEDE,IDO A *+E EL L+@O MA0NFTICO EN EL ENTREIERRO A ,ASE DE
AIRE DEL 0ENERADOR S.NCRONO4 ES M+CO MAYOR EN EL INSTANTE*+E OC+RRE EL CORTOCIRC+ITO!
COMO EL L+@O MA0NFTICO EN EL ENTREIERRO EN EL AIRE SERED+CE4 DE,IDO A LA CA3ACIDAD LIMITADA DE CORRIENTE EN ELCAM3O4 LA CORRIENTE EN EL ESTATOR DISMIN+YE! EL "OLTA@E INTERNO0ENERADO 3OR EL L+@O EN EL ENTREIERRO EN AIRE4 DETERMINA LA
MA0NIT+D DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO! EL RITMO DE DECAIMIENTO Y EL ESTADO ESTA,LE DE LA CORRIENTE DEALLA DE CORTOCIRC+ITO4 DE3ENDE DE LAS CONSTANTES DE TIEM3ODEL 0ENERADOR S.NCRONO Y DE LA ACCIÓN RE0+LADORA DE LACORRIENTE DE CAM3O! LA CONTRI,+CIÓN INICIAL DE LA CORRIENTE DECORTOCIRC+ITO ES OCASIONADA 3OR EL "OLTA@E ORI0INADOINTERNAMENTE EN EL ESTATOR4 3OR EL L+@O DE CAM3O ATRA3ADO ENEL ROTOR!
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CONTRI,+CIÓN DE LOS 0ENERADORES S.NCRONOS D+RANTELA ALLA DE CORTOCIRC+ITO 9CONTIN+ACIÓN:
LA COM3ONENTE DE CORRIENTE ALTERNA 9CA: DECAE DE,IDO A *+E ELL+@O NO ES MANTENIDO 3OR EL "OLTA@E DE CAM3O A3LICADO! LACOM3ONENTE DE CORRIENTE DIRECTA 9CD:4 ES +N TRANSITORIO *+E NO ESSO3ORTADO 3OR EL "OLTA@E DE LA +ENTE4 COMO CONSEC+ENCIA TAM,IFNDECAE! LA REC+ENCIA INICIAL DE LA ALLA ES LA MISMA *+E LA DEL SISTEMAELFCTRICO 96 : Y EST- RELACIONADA DIRECTAMENTE CON LA "ELOCIDAD
DEL ROTOR DEL 0ENERADOR S.NCRONO! EL MODELADO DE LAS REACTANCIAS O IM3EDANCIAS DEL 0ENERADORS.NCRONO SE ,ASAN EN LAS REACTANCIAS DEL 3RIMER CICLO Y DEINTERR+3CIÓN 9SE REIEREN A LAS REACTANCIAS O IM3EDANCIASS+,TRANSITORIA Y TRANSITORIA:4 DE AC+ERDO A LA NORMA AMERICANA IEEESTD C15!6)6#)777! EN LAS TA,LAS SE M+ESTRAN LOS TI3OS DE IM3EDANCIAS
RE*+ERIDAS 3ARA LOS EST+DIOS DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO! C+ANDO SE 3RESENTA +N DECAIMIENTO DE LAS CORRIENTE DE ALLA DECORTOCIRC+ITO 9CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO ASIMFTRICA:4 *+E ES LOM-S COMN 3ARA ESTE CASO4 3RIMERO SE CALC+LA LA CORRIENTE DECORTOCIRC+ITO SIMFTRICA DE "ALOR EICAZ 9RMS: Y L+E0O SE DETERMINAEL ACTOR DE M+LTI3LICACIÓN ;>R EN EL 3+NTO DE ALLA4 *+ECORRES3ONDE AL CALC+LO DE LA REACTANCIA IND+CTI"A Y RESISTENCIA DEMALLA DE MANERA SE3ARADA 9;SE3 >RSE3:!
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TA,LA!# TI3OS DE IM3EDANCIAS RE*+ERIDAS 3ARA LOSEST+DIOS DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO
TI3O DE E*+I3OELFCTRICO
CORTOCIRC+ITOMOMENT-NEO P
CICLO
CORTOCIRC+ITO DEINTERR+3CIÓN 1 A
( CICLOS
CORTOCIRC+ITOCON TIEM3O
RETARDADO A 16CICLOS
0ENERADORESS.NCRONOS
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TA,LA!# TI3OS DE IM3EDANCIAS RE*+ERIDAS 3ARA LOSEST+DIOS DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO
TI3O DE E*+I3OELFCTRICO CORTOCIRC+ITOMOMENT-NEO PCICLO
CORTOCIRC+ITO DEINTERR+3CIÓN 1 A( CICLOS
CORTOCIRC+ITOCON TIEM3ORETARDADO A 16
CICLOS
CONDENSADORESS.NCRONOSSISTEMAS DE LA
COM3A.AS+MINISTRADORA
;s 4 R ;s 4 R ;s 4 R
COM3ONENTES3ASI"OS?TRANSORMADORES4CA,LES4 ETC!
; 4 R ; 4 R ; 4 R
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TA,LA!# REACTANCIAS T.3ICAS DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS YACTORES DE M+LTI3LICACIÓN4 DE AC+ERDO A LAS NORMAS IEEE
STD C15!6)6#)777 Y LA NORMA IEEE STD C15!)1#)776
TI3O DE M-*+INA C-C+LOS 3ARA EL 3RIMER CICLO
3ARA MEDIA Y ALTATENSIÓN DE LA NORMADE LA NORMA IEEE STD
C15!6)6
3ARA ,A@A TENSIÓN DELA NORMA DE LA NORMA
IEEE STD C15!)1
COM3A.AS+MINISTRADORA
REMOTA
)46 ;d )46 ;d
0ENERADOR LOCAL )46 ;
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TA,LA!# REACTANCIAS T.3ICAS DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS YACTORES DE M+LTI3LICACIÓN4 DE AC+ERDO A LAS NORMAS IEEE STD
C15!6)6#)777 Y LA NORMA IEEE STD C15!)1#)776 9CONTIN+ACIÓN:
TI3O DE M-*+INA C-C+LOS 3ARA EL TIEM3O DE INTERR+3CIÓNDE 1 A ( CICLOS
3ARA MEDIA Y ALTA
TENSIÓN DE LA NORMADE LA NORMA IEEE STDC15!6)6
3ARA ,A@A TENSIÓN DE LA
NORMA DE LA NORMA IEEESTD C15!)1
COM3A.AS+MINISTRADORA
REMOTA
)46 ;d NO A3LICA
0ENERADOR LOCAL)46 ;
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TA,LA!# ACTORES DE M+LTI3LICACIÓN DE LAS REACTANCIASS+,TRANSITORIAS 9IM3EDANCIAS S+,TRANSITORIAS: DE LOS
0ENERADORES Y MOTORES4 DE AC+ERDO A LAS NORMAS IEEE STD
C15!6)6#)777 Y LA NORMA IEEE STD C15!)1#)776TI3O DE M-*+INA
ROTATORIAMODELADO 3ARA
MALLA DEL 3RIMERCICLO
MODELADO 3ARAMALLA DE A3ERT+RADE LOS CONTACTOSDEL INTERR+3TOR
0ENERADORES CON
T+R,INAS DE "A3ORGIDRO0ENERADORES CONDE"ANADOSAMORTI0+ADORESGCONDENSADORESS.NCRONOS
)46 ;MIN O MENOR
)46 ;
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TA,LA!# ACTORES DE M+LTI3LICACIÓN DE LASREACTANCIAS S+,TRANSITORIAS 9IM3EDANCIAS
S+,TRANSITORIAS: DE LOS 0ENERADORES Y MOTORES9CONTIN+ACIÓN:
TI3O DE M-*+INAROTATORIA
MODELADO 3ARAMALLA DEL 3RIMER
CICLO
MODELADO 3ARAMALLA DE
A3ERT+RA DE LOS
CONTACTOS DELINTERR+3TOR
MOTORES DEIND+CCIÓN DE /(63 A 166 RE">MIN
)46 ;
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TA,LA!# REACTANCIAS T.3ICAS DE LAS M-*+INAS S.NCRONAS43ARA EL C-LC+LO DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRC+ITO
NMERO DE 3OLOS "ELOCIDAD ENRE"OL+CIONES
MIN+TO 9RE">MIN: A6
REACTANCIAS+,TRANSITORIA
9;