Estimación del efecto de la resistencia en la corriente de cortocircuito mediante un análisis de sensibilidad

Abstract

El cálculo de los valores de corriente que fluyen en un sistema eléctrico de potencia (SEP) posterior a una falla, se denomina análisis de falla o de cortocircuito. Los valores de la corriente de cortocircuito son empleados para el dimensionamiento de los equipos de protección del SEP. Los análisis de cortocircuito tienen como una de sus premisas despreciar la resistencia eléctrica de los elementos del sistema, pues esta no afecta en mayor medida las magnitudes de las corrientes de cortocircuito. En este trabajo se propone cuantificar el efecto de la resistencia eléctrica de los elementos del SEP en la magnitud de la corriente de cortocircuito, mediante un análisis de sensibilidad (AS) e incertidumbre (AI). El AS se basa en la descomposición de la varianza de una variable de salida y puede cuantificar los efectos principales (importancia) y las interacciones de las variables consideradas. Por otro lado, el AI permite evaluar cómo las variaciones en las variables consideradas afectan la salida. La propuesta se ilustra sobre dos redes de la literatura, considerando fallas trifásica y monofásica. El resultado de nuestra propuesta muestra numéricamente que los efectos debidos a considerar la resistencia eléctrica son de hecho insignificantes en comparación con el resto de los factores que intervienen en el análisis de cortocircuito. El resultado coincide con las premisas de cálculo de las corrientes de falla supuestas en la literatura.//The assessment of the current in an electrical power system (EPS) after a fault, is generally termed shortcircuit analysis. The magnitude of those currents is used for dimensioning the protection equipment of the EPS. Short-circuit analysis assumes that the electrical resistances of the components can be neglected, since they do not significantly affect the magnitude of the short-circuit currents. This work quantifies the effect of the electrical resistance of the elements of the EPS on the magnitude of the short-circuit current, by means of sensitivity (SA) and uncertainty (UA) analyses. The SA is based on the variance decomposition of an output variable, and can quantify the main effects (importance) and the interactions of the variables considered. On the other hand, The UA allows assessing how the variations in the variables considered affect the output. The proposed approach is illustrated on two networks from the literature, considering three-phase and single-phase faults. The results of such proposed approach numerically show that the effects due to taking into account the electrical resistance are indeed negligible, when compared to the rest of variables considered in the short-circuit analysis. This result coincide with the assumptions reported in the literature for the calculation of the fault currents.