La mayoría de los ingenieros saben qué es el offset de CC. Muchos menos saben por qué aparece, imagina una red de transmisión de 132 kV.
Un fallo trifásico atornillado ocurre exactamente en el cruce de cero por voltaje.
La cadena tiene:
– Nivel de cortocircuito = 5.715 MVA
– Frecuencia = 50 Hz
– Relación X/R = 20
La corriente simétrica de fallo RMS es:
Isym = Ssc / (√3 × V)
Isym = (5715 × 10⁶) / (√3 × 132 × 10³) = 25,0 kA
Su corriente máxima simétrica es:
Ipeak = √2 × Isym = 35,4 kA
Pero en el instante en que ocurre la falla:
i(0) = 0 A
Aquí está el problema.
La solución de CA en estado estacionario quiere que la corriente empiece en:
iAC(0) = -35,4 kA
Pero la corriente real justo antes de la avería fue:
i(0⁻) = 0 A
La corriente a través de una red inductiva no puede cambiar instantáneamente.
Si solo existiera el componente de CA, la corriente saltaría:
0 A → -35,4 kA
Al instante.
Eso violaría lo siguiente:
v = L(di/dt)
Así que la red crea automáticamente un componente DC de +35,4 kA:
iDC(0) = +35,4 kA
Ahora,
i(0) = iAC(0) + iDC(0)
i(0) = -35,4 + 35,4 = 0 A
La corriente sigue siendo continua.
Con el paso del tiempo, el componente DC decae exponencialmente:
iDC(t) = 35.4e^(-t/τ)
donde
τ = (X/R) / (2πf) = 63,7 ms
Los 63,7 ms corresponden a la constante de tiempo de desplazamiento de corriente continua, no el tiempo hasta el primer pico actual. Describe la rapidez con la que el componente de corriente continua decae. Después de 1τ (63,7 ms), solo queda el 36,8% del desplazamiento inicial de CC (aproximadamente 13,0 kA).
En el primer pico de corriente (aproximadamente 5 ms después de la avería en un sistema de 50 Hz):
– Componente de CA = 35,4 kA
– Componente DC restante ≈ 32,7 kA
Corriente instantánea total:
ipeak ≈ 68,1 kA
Por eso, un interruptor con una potencia de 25 kA RMS puede seguir experimentando una corriente instantánea cercana a 70 kA.
El desplazamiento de corriente continua no existe para aumentar la corriente de fallo.
Existe porque la corriente a través de una red inductiva no puede cambiar instantáneamente.
Artículo realizado por abdulrahman al bayati, CAPM® a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.
