Introducción
Todos estamos familiarizados y nos hemos encontrado al menos una vez con el fenómeno de la aparición de fallos en el sistema eléctrico. Un fallo del sistema eléctrico en toda la ciudad que se produjo debido a una tormenta o un fallo interno del equipo que interrumpió el suministro de energía local – todos estos son esencialmente los casos de fallas en los sistemas eléctricos.
A través de este artículo vamos a tratar de examinar este fenómeno con un poco más de detalle.
¿Qué es una falla eléctrica?
Una falla en el sistema eléctrico se puede definir como una condición en el sistema eléctrico que causa el fracaso de los equipos eléctricos en el circuito, tales como: Generadores, Transformadores, Barras de Distribución, Cables y todos los demás equipos del sistema que operan a un nivel de tensión determinado.
Tipos de Fallas Principales
Por la naturaleza de los sistemas eléctricos, a nivel básico, las fallas eléctricas se pueden clasificar en:
- Fallas de Circuito Corto: Se produce cuando hay un fallo de aislamiento que provoca una condición de cortocircuito. Esta es, con mucho, la causa más común de fallo.
- Fallas de circuito abierto: Este fallo se produce cuando se produce un fallo en la ruta de conducción de la electricidad
Además de esto, puede haber situaciones de fallos combinados (simultáneos) así como fallos en el bobinado a nivel de equipo. No los estudiaremos en detalle aquí.
Dado que los fallos de cortocircuito son las causas más comunes de fallos en los sistemas de distribución eléctrica, estudiémoslos en detalle:
Fallos de cortocircuito
Un fallo de cortocircuito ocurre cuando hay un fallo de aislamiento entre los conductores de fase o entre los conductores de fase y la tierra o ambos. Un fallo de aislamiento da lugar a la formación de una trayectoria de cortocircuito que desencadena condiciones de cortocircuito en el circuito (es decir, situaciones de corriente anormalmente alta seguidas de efectos visibles como arcos, destellos).
La figura 1.0 que aparece a continuación representa una condición de fallo equilibrado trifásico a tierra:
Fig 1.0: Condición de falla equilibrada de tres fases a tierra
Otras dos condiciones de falla desequilibrada más comunes que se observan en un sistema eléctrico trifásico equilibrado son:
- Falla de fase a fase: En esta, sólo dos de las tres fases se cortocircuitan, causando una condición de falla desequilibrada en el sistema. La figura 2.0 representa esta condición de fallo.
Fig 2.0: Condición de falla desequilibrada de fase a fase
- Falla única de fase a tierra: En esta, una de las tres fases se cortocircuita con tierra, causando una condición de falla desequilibrada en el sistema. La figura 3.0 representa esta condición de fallo.
Fig 3.0: Condición de Falla Monofásica a Tierra desbalanceada
Normalmente durante las operaciones, las situaciones de falla pueden ser dinámicas y cambiar los tipos de falla rápidamente basados en las condiciones locales. (por ejemplo, una falta monofásica a tierra puede cambiar a una falta bifásica a tierra)
Conclusión
La gravedad y magnitud de una falta depende de diversos factores como la ubicación de la falta en el sistema eléctrico, el daño causado por la falta. Al analizar la gravedad de una avería determinada, es una práctica habitual referirse a una condición de avería estándar (avería trifásica) para un nivel de tensión determinado.
Una avería trifásica se considera la avería más grave que puede producirse en el sistema y, por lo tanto, sus valores nominales de cortocircuito se utilizan al determinar el sistema de conmutación necesario. Además, en los cálculos de cortocircuito también se tienen en cuenta los valores nominales de la corriente de falta monofásica a tierra.