Tipos de falla y corriente de falla: cómo se conectan los circuitos de secuencia

Cambia el tipo de falla y lee la conexión

Se muestran tres circuitos de secuencia Z_1, Z_2, Z_0. Cambia el tipo de falla con pestañas y la conexión cambia. Un corto trifásico usa solo positiva, una monofásica a tierra pone las tres en serie, una entre líneas une positiva y negativa. Cuanto mayor la suma de impedancia conectada, menor la corriente de falla. La barra dorada es esa corriente.

Corto trifásico · una falla equilibrada

Cuando las tres fases se cortan a la vez, la falla en sí es equilibrada, así que no aparece secuencia negativa ni cero. Solo actúa el circuito de secuencia positiva y la corriente es I_f = E/Z_1. Con solo la impedancia de secuencia positiva, suele ser la mayor, así que la capacidad de corte de un interruptor se fija normalmente por esta corriente trifásica. Es la falla más rara pero más severa.

Línea-tierra · se abre el camino cero

Una sola línea que toca tierra es la falla más común en sistemas reales. Conectar los circuitos de secuencia positiva, negativa y cero en serie da la corriente I = 3E/(Z_1+Z_2+Z_0). Aquí la impedancia de secuencia cero Z_0 gobierna el flujo. Un neutro sólidamente puesto a tierra hace Z_0 pequeña y la corriente de falla grande; sistemas de alta resistencia o no puestos a tierra hacen Z_0 grande y la corriente pequeña — sin puesta a tierra, Z_0 es prácticamente infinita y la corriente de falla casi cero. El hecho de D2, que la corriente de secuencia cero necesita un camino de retorno, actúa aquí exactamente.

Línea-línea · sin tierra

Cuando dos fases se cortan entre sí, la tierra no interviene, así que no aparece secuencia cero. Solo los circuitos positivo y negativo se conectan en serie y la corriente es I = √3 E/(Z_1+Z_2). Como Z_2 suele estar cerca de Z_1, la corriente línea-línea es cerca de √3/2 ≈ 0.87 veces la trifásica. Sin secuencia cero es más simple que una falla a tierra, pero una gran corriente fluye en las dos fases y aún debe despejarse rápido.

De vuelta a la primera pantalla

Eran los mismos tres circuitos de secuencia, pero cada tipo de falla cambió la conexión y con ella la corriente. El corto trifásico, con solo la positiva, tuvo la menor impedancia y la mayor corriente; la falla a tierra sumó la cero en serie y la corriente bajó. La positiva, negativa y cero que separamos en D2 se volvieron aquí piezas cableadas en serie según el interruptor del tipo de falla. Con la corriente de falla en mano, pasamos ahora a la protección que la detecta y la despeja.

Calculada la corriente de falla, queda detectarla y despejarla. La última unidad de la sección D (PW-D4) es la protección por relés y el corte. Un relé mide corriente y tensión para juzgar una falla y señala al interruptor, y el interruptor corta el arco para retirar del sistema solo la sección con falla. Despejar rápido las fallas cercanas y lento las lejanas, para desenergizar solo la sección necesaria — selectividad y coordinación de tiempos — es el corazón de la protección.