Revista 15 - Noviembre 2016

Juan F. Piñeros Saldarriaga - Juan C. Botero Hidalgo
Figura 1. Concepto distribución de corrientes a
tierra en distribución
Punto de Falla
Figura 2. Circuito simplificado concepto distribución
de corrientes a tierra en distribución
Puntos clave en distribución de
corrientes a tierra
A. Tipo de Falla
No puede establecerse, mediante reglas sencillas,
cuál es el tipo de falla que causa un
mayor flujo de corriente hacia tierra remota
y, por ende, un mayor GPR. Normalmente
se cree que es la falla monofásica; sin embargo,
existen ocasiones en las que la falla
bifásica a tierra es la que genera el mayor
valor de GPR. Bajo la hipótesis en la cual la
impedancia de secuencia positiva y secuencia
negativa son iguales, la falla monofásica
causa el mayor valor de GPR, cuando la impedancia
de secuencia cero es mayor que la
impedancia de secuencia positiva; mientras
que el caso contrario ocasiona un mayor valor
de GPR cuando la falla es bifásica a tierra,
especialmente en sitios cercanos a transformadores
con devanado compensador.
B. Ubicación de la falla
Se deben explorar fallas dentro y fuera de la
subestación: las fallas dentro de la subestación
tienden a causar un GPR mayor, cuando
el aporte de cortocircuito de los transformadores
dentro de ésta, es menor que
los aportes del resto del sistema. En el caso
contrario, son las fallas por fuera de la subestación
las que causan el mayor 46
GPR.
Revista Asociación de Ingenieros Electricistas AIE UdeA / Número 15 /Noviembre 2016 /Medellín -Colombia / ISSN: 1794-6077
Uno de los casos particulares derivados de
esto, es una subestación radial (subestación
de distribución), en la cual el aporte de los
transformadores que normalmente son carga
es cero, es decir, que todo el aporte de
cortocircuito proviene del sistema; por lo
tanto, el mayor GPR es causado ante una falla
dentro de la subestación.
La consideración de fallas por fuera de la
subestación debe comprender fallas en cada
una de las líneas, al menos al 1%, al 50% y
al 99%, de la longitud de la misma, además
de cada una de las subestaciones remotas
interconectadas a la subestación objeto de
análisis.
La ubicación de la falla también debe considerar
la fase que se falla; en general, se debe
seleccionar el tipo de falla y fase fallada que
generen mayor corriente de cortocircuito.
Por ejemplo, en líneas doble circuito la impedancia
de secuencia cero de la fase B es
menor que la de la fase A; por lo cual, al momento
de realizar el cálculo debe fallarse la
fase B en el análisis del GPR, generado por
fallas en ese tipo de líneas.
C. Nivel de tensión
Se deben explorar las fallas en los distintos
niveles de tensión de la subestación. La tendencia
normal es que los niveles de cortocircuito
aumenten al disminuir el nivel de
tensión; sin embargo, esto no implica mayor
GPR dado que, de acuerdo con las conexiones
de los transformadores, puede haber
más GPR en un nivel de tensión, más alto
aún, con un nivel de cortocircuito inferior.
Lo anterior se produce tanto por la distribución
de corrientes, como por la conexión de
los transformadores. En el caso de la conexión
DYn la corriente que aporta a la falla,
retorna por el neutro cuando la falla ocurre
en el devanado conectado en Yn.
D. Resistencia de falla y de la malla
Es usual despreciar los valores de resistencia
de falla y resistencia de puesta a tierra de
la malla, puesto que los resultados a los que
induce, terminan siendo conservadores; sin
embargo, durante fallas en media y baja tensión,
el despreciar la resistencia de la malla
con el convencimiento de hacer cálculos
conservadores, es erróneo, ya que este parámetro
es determinante en la limitación de la
corriente de falla y, a su vez, de la corriente
que circularía por la malla, generando el
GPR. El despreciar este parámetro conduce
al sobredimensionamiento en los diseños.