21 abril 2010

El cálculo de corto circuito

Muchas secciones de la NOM están relacionadas con la protección adecuada contra sobrecorriente. La aplicación segura y confiable de los dispositivos de protección contra sobrecorriente basada en estas secciones hace necesario que sea llevado a cabo un estudio de corto circuito y una coordinación selectiva.
Estas secciones, entre otras, incluyen:
110-9 Corrientes de interrupción.
230-65 Corriente eléctrica de corto circuito disponible.
240-2 Protección del equipo.
250-95 Protección de conductor de equipo a tierra.
517-17 Elementos del cuidado de la salud- coordinación selectiva.
El cumplimiento de estas secciones puede ser logrado de una mejor manera llevando a cabo un estudio de corto circuito y un estudio de coordinación selectiva.
La protección de un sistema eléctrico no debería ser solamente segura bajo todas las condiciones de servicio pero, para asegurar continuidad del servicio, debería ser selectivamente coordinada de la mejor manera posible. Un sistema coordinado es aquel donde solamente el circuito fallado es aislado sin perturbar cualquier otra parte del sistema. Los dispositivos de protección contra sobrecorriente también deberían proveer protección contra corto circuito así como protección contra sobrecarga para componentes del sistema, como barras, cable, controladores de motores, etc.


Para obtener una operación rentable y coordinada y asegurar que los componentes del sistema estén protegidos contra daños, es necesario calcular primero la corriente de falla disponible a varios puntos críticos en el sistema eléctrico.
Una vez que son determinados los niveles de corto circuito, el Ingeniero puede especificar los requerimientos de los valores nominales de interrupción, coordinación selectiva del sistema y proveer protección de los componentes.
Los cálculos de corto circuito deben ser hechos en todos los puntos críticos del sistema. Estos deben incluir:

  • Servicio de entrada.
  • Tableros de control.
  • Centros de control de motores.
  • Arrancadores de motor.
  • Desconectadores de transferencia.
  • Centros de carga.
Normalmente, los estudios de corto circuito envuelven el cálculo de falla trifásica de valor máximo. Esto puede ser caracterizado como todas las tres fases "amarradas juntas" para crear una impedancia de secuencia cero. Esto establece una condición del "peor caso", que resulta en esfuerzos mecánicos y térmicos en el sistema. De este cálculo, se pueden obtener otros tipos de condiciones de falla.
Las fuentes de corriente de corto circuito que normalmente se toman en consideración incluyen:
  • Generación de la compañía de servicio público.
  • Generación local.
  • Motores síncronos.
  • Motores de inducción.

Las corrientes de descarga de capacitores pueden normalmente no ser tomadas en cuenta debido a su corta duración. Aunque existen algunas publicaciones que detallan como calcular estas corrientes si son de magnitud considerable.
En la siguiente figura vemos que al presentarse una falla, solo abre el dispositivo mas cerca a ella, sin interrumpir el servicio en el resto de la instalación.

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