Cálculo de cortocircuito en instalaciones eléctricas-

1. CALCULOS DE CORTO
CIRCUITO
NERI GARCIA LAURA
MARTINEZ MACEDONIO HONORIO
PEDRAZA GONZALEZ EDUARDO
BENÍTEZ CALDERÓN ADRIÁN

2. Orígenes de los cortos circuitos.
 Origen de los cortocircuitos Los cortocircuitos tienen distintos orígenes: a) Por
deterioro o perforación del aislamiento: debido a calentamientos excesivos
prolongados, ambiente corrosivo o envejecimiento natural. b) Por problemas
mecánicos: rotura de conductores o aisladores por objetos extraños o animales,
ramas de árboles en líneas aéreas e impactos en cables subterráneos. c) Por
sobretensiones debido a descargas atmosféricas, maniobras o a defectos. d) Por
factores humanos: falsas maniobras, sustitución inadecuada de materiales, etc. e)
Otras causas: vandalismos, incendios, inundaciones, etc. Tipos de cortocircuitos

3. Tipos de corto circuito.
 Tipos de cortocircuitos Los tipos de cortocircuitos que estudiaremos en este
curso son los siguientes: a) cortocircuito trifásico equilibrado. b) cortocircuito
entre dos fases aislado (sin conexión a tierra). c) cortocircuito monofásico fase-
tierra y fase-neutro.

4. Consecuencias.
 Consecuencias de los cortocircuitos Las consecuencias de los cortocircuitos son
variables dependiendo de la naturaleza y duración de los defectos, el punto de la
instalación afectado y la magnitud de las corrientes. En general podemos
considerar algunos de los siguientes efectos: En el punto de defecto: la
presencia de arcos con deterioro de los aislantes, fusión de los conductores,
principio de incendio y riesgo para las personas. Para el circuito o equipo
defectuoso: - - Esfuerzos electrodinámicos, con deformación de los juegos de
barras, deslambramiento de los cables, rotura de aisladores, averías en
bobinados de transformadores o máquinas eléctricas rotativas. Esfuerzo térmicos,
con sobrecalentamientos con riesgo de deterioros de los aislantes.

5. Consideraciones fundamentales para el
calculo de fallas.
 Un dispositivo de protección contra corto circuito
puede definirse como un dispositivo eléctrico que se
instala en un circuito para protegerlo contra daños
ocasionados por una sobrecarga o corto circuito. Esto
se logra mediante la interrupción automática de
cualquier corriente que exceda la capacidad contra
corto circuito del dispositivo. La selección apropiada
de los dispositivos y de su activación se basa en los
cálculos de corto circuito.

6.  Dispositivos principales para la protección contra corto circuito:
DISYUNTORES FUSIBLES
Relevadores (integrados o por separado)

7.  Es sumamente importante determinar con exactitud la índole de corto circuito en un sistema
de potencia eléctrica,. La capacidad interruptiva es la corriente máxima de corto circuito que
un sistema de alimentación hace fluir a través de un interruptor o fusible al ocurrir una falla
en el circuito.
 Las fallas por corto circuito son de fase a fase en sistemas sin conexión a tierra y de fase a
fase así como fase a tierra en sistemas con conexión a tierra.
 La magnitud del sistema de potencia que alimenta la carga determina la cantidad de
corriente del corto circuito.
 La magnitud de la corriente de corto circuito depende de la capacidad del sistema de
suministro y es independientemente de la carga normal.

8. El comportamiento de las corrientes de
corto circuito.
 La magnitud de las corrientes depende de las
diversas fuentes que las generas, de sus
reactancias y de las reactancias del sistema
hasta el punto de la falla. Las fuentes de
corrientes de corto circuito son: sistemas de
suministro público, generadores, motores
síncronos y de inducción.

9.  El sistema de suministro pública proporciona energía generalmente a través de
transformadores reductores al voltaje deseado por el usuario. La compañía de suministro
público generalmente proporciona información acerca de su posible corriente de corto
circuito. Debido a que el sistema de suministro público es mucho mayor que el sistema del
del usuario, la disminución de corriente simétrica de corto circuito se percibe muy poco o
nada durante una falla.
 La corriente de total simétrica de corto circuito es la suma de las corrientes de falla que
aportan diferentes fuentes cada una con un comportamiento característico.

10.  Los generadores del sistema del usuario puede ser una fuente de corriente de corto circuito.
Cuando se presenta corto circuito la energía primaria impulsa al generador y en este continua
produciendo voltaje, ya que la excitación del campo se mantiene debido a la rotación del
generador a velocidad normal. La reactancia de un generador cambia con el tiempo después del
inicio de la falla. La reactancia se compone de los siguientes valores:
 𝑿"𝒅: Reactancia subtransitoria, la cual determina la corriente de corto circuito inmediatamente
después del inicio de la falla.
 𝑿′𝒅: Reactancia transitoria, que dura aproximadamente dos segundos y va aumentando hasta
alcanzar el valor definitivo.
 𝑿𝒅: Reactancia síncrona, la cual determina el flujo de corriente después de que alcanza una
condición de estado estacionario.

11.  Los motores síncronos se comportan en forma similar a los generadores síncronos. Cuando ocurre una
falla y el voltaje del sistema se reduce a un valor muy bajo, el motor síncrono deja de tomar energía del
sistema para continuar su rotación y comienza a disminuir su velocidad pero la inercia de la carga tiende a
a evitar que esta disminución sea muy rápida.
 Los motores de inducción aportan corriente de corto circuito, cuando después de ocurrir una falla, el
motor continua en movimiento debido a la inercia de la carga y el rotor y se comportan como un
generador.

12.  Las componentes que limitan la corriente durante los cortos circuitos son las impedancias de los
transformadores, los reactores, cables, barras conductoras, fusibles, limitadores de corrientes y
cualesquiera otras impedancias del circuito.

13. Ejemplo del calculo de la corriente de falla
 Supóngase una fuente de capacidad infinita y un transformador monofásico de 50kVA que
alimentan a un motor de 10hp como se muestra en la figura. El transformador tiene un voltaje en
su secundario de 240v y una impedancia ZT= 1.4% (no se toma en cuenta la impedancia de la
línea entre la falla en el punto A y el transformador). En condiciones normales de operación el
motor consume 50 A, o sea la corriente que percibe el interruptor de protección. Supóngase que
ocurre una falla por corto circuito total en el punto A.
Corriente máxima de corto circuito:
𝐼𝑆𝐶𝑚𝑎𝑥 = (
100%
𝑍𝑇
)(𝐼𝐹𝐿𝑠𝑒𝑐)
𝐼𝐹𝐿𝑠𝑒𝑐 =
50𝑘𝑉𝐴(1000)
240𝑉
= 208𝐴
𝐼𝑆𝐶𝑚𝑎𝑥 =
100
1.4
208𝐴 = 𝟏𝟒, 𝟖𝟓𝟕𝑨
El interruptor que
protege al alimentador y
al motor no solo debe
permitir el paso de la
carga normal de 50 A,
debe resistir la máxima
de corto circuito de
14,857 A.