Variables de cálculo

1. Potencia de cortocircuito inicial (Scc,ini)

La potencia de cortocircuito inicial se refiere a la potencia aparente (medida en MVA o kVA) que circula en el sistema en el instante inmediato después de que ocurre el cortocircuito, antes de que los efectos de la impedancia de los elementos de la red y la disipación de energía afecten la corriente.

• Fórmula:

donde Vnom  es la tensión nominal del sistema y Zcc​ es la impedancia del sistema vista desde el punto de falla.

• Importancia: Ayuda a dimensionar equipos como transformadores, generadores y conductores, y es la base para determinar otras variables de cortocircuito.

2. Corriente de cortocircuito inicial (Icc,ini​)

La corriente de cortocircuito inicial es la corriente instantánea que fluye en el sistema inmediatamente después de la ocurrencia del cortocircuito, sin considerar los efectos de amortiguación ni variaciones en los generadores o motores.

• Fórmula:

• Importancia: Este valor es fundamental para dimensionar los interruptores automáticos y otros dispositivos de protección que deben soportar el valor máximo de corriente en el momento del cortocircuito.

3. Corriente de cortocircuito de pico (Icc,pico ​)

La corriente de cortocircuito de pico es el valor máximo que alcanza la corriente de cortocircuito en los primeros ciclos tras la falla, incluyendo los componentes AC y DC. Debido a los efectos de la componente transitoria DC, el valor de pico puede ser considerablemente mayor que el valor eficaz de la corriente de cortocircuito.

• Fórmula (aproximada):

• Importancia: El valor de pico es clave para determinar la resistencia mecánica que deben tener los equipos de corte, conductores y barras colectoras, ya que estos deben soportar el esfuerzo generado por estas corrientes tan elevadas.

4. Corriente de corte de cortocircuito (Icc,corte​)

La corriente de corte de cortocircuito es el valor de corriente en el momento en que un dispositivo de protección, como un interruptor automático, corta la corriente del sistema para eliminar la falla. Este valor puede ser inferior al de la corriente inicial debido a la atenuación natural de la componente transitoria.

• Fórmula: Depende del momento de corte y las características del sistema, no hay una fórmula directa general.

• Importancia: Este valor es crucial para elegir los interruptores automáticos y otros dispositivos de protección, ya que deben ser capaces de interrumpir la corriente sin que se produzcan daños.

5. Potencia de corte de cortocircuito (Scc,corte​)

La potencia de corte de cortocircuito es la potencia aparente en el punto de falla en el momento en que se realiza la interrupción del cortocircuito por el dispositivo de protección. Se puede expresar en términos de corriente y tensión en el punto de falla justo antes de que ocurra el corte.

• Fórmula:

• Importancia: Es importante para seleccionar interruptores y otros equipos de protección que deban interrumpir el cortocircuito. Los interruptores automáticos se clasifican por su capacidad de corte basada en esta potencia.

6. Corriente de cortocircuito en régimen permanente (Icc,rég​)

La corriente de cortocircuito en régimen permanente es la corriente que permanece fluida después de que la componente transitoria (DC) ha desaparecido, es decir, cuando el sistema ha alcanzado un estado estable tras la falla. En este punto, la corriente es puramente sinusoidal y está determinada solo por los parámetros de impedancia del sistema.

• Fórmula:

• Importancia: Esta corriente es la que permanece hasta que se elimine el cortocircuito (ya sea por protecciones o intervención manual), y su valor es útil para analizar el comportamiento a largo plazo del sistema durante la falla, así como para el diseño de protecciones de sobrecorriente.

7. Relación entre estas variables

Las diferentes corrientes y potencias mencionadas se relacionan entre sí principalmente a través del comportamiento transitorio y permanente de la corriente durante la falla. Al principio, se observa un valor muy elevado de corriente (corriente inicial), que puede aumentar aún más debido a la componente transitoria (corriente de pico). A medida que transcurre el tiempo, la corriente de cortocircuito se estabiliza y eventualmente se interrumpe (corriente de corte). La potencia de cortocircuito inicial y de corte están directamente relacionadas con las capacidades de los equipos que deben soportar y manejar estas condiciones.

8. Resumen

Cada una de estas variables tiene su papel en el análisis de cortocircuitos, y son utilizadas para:

1. Dimensionar los equipos eléctricos (interruptores, seccionadores, transformadores, conductores, etc.).

2. Seleccionar protecciones adecuadas para evitar daños en los equipos o riesgos de seguridad.

3. Garantizar la seguridad operativa del sistema eléctrico, tanto en términos mecánicos como térmicos.

Este conjunto de variables permite realizar un estudio completo de cómo se comportará el sistema ante una falla y cómo se podrá mitigar adecuadamente.