Calculadora de Impedancia de Red — Cortocircuito
Calcula la impedancia total del sistema eléctrico (transformador + alimentador) y la corriente de cortocircuito disponible. Para selección de protecciones y estudio de arco.
Cómo usar esta calculadora
- Ingrese la potencia del transformador en kVA.
- Ingrese la impedancia del transformador en porcentaje (%Z).
- Indique el voltaje secundario.
- Opcionalmente agregue la longitud y calibre del alimentador.
- La calculadora determina impedancia total, Icc y potencia de cortocircuito.
- Use los resultados para seleccionar protecciones con capacidad interruptiva adecuada.
- Considere la contribución de motores para un cálculo más preciso de la Icc total.
Fórmula
Z_total = √[(Z_trafo + R_cable)² + X_cable²] | Icc = V / (√3 × Z_total) | Z_trafo = %Z × V² / (kVA × 1000) Ejemplo Práctico
Ejemplo: Transformador 225 kVA, Z=4.5%, 220V 3F, alimentador 4/0 AWG × 30m. Z_trafo = 9.68 mΩ. Z_cable = 11.24 mΩ. Z_total = 20.9 mΩ. Icc = 6.1 kA. Las protecciones deben tener capacidad interruptiva ≥ 6.1 kA.
Interpretación de Resultados
La impedancia de red determina la corriente de cortocircuito disponible en cada punto del sistema. Este valor es fundamental para: 1) Seleccionar protecciones con capacidad interruptiva suficiente (Art. 110.9). 2) Realizar el estudio de arco eléctrico. 3) Verificar la coordinación de protecciones. La impedancia aumenta con la distancia al transformador.
Preguntas Frecuentes
¿Dónde encuentro la impedancia del transformador?
En la placa de datos del transformador, marcada como "%Z" o "%IZ". Valores típicos: 15-75 kVA: 2-3%. 112-500 kVA: 3.5-5.5%. 750-2500 kVA: 5.5-7%. Si no tiene la placa, use valores promedio o solicítela a CFE (transformador de suministro) o al fabricante.
¿Qué es la impedancia base?
Z_base = V² / S (en VA). Es la referencia para convertir impedancias en porcentaje a ohmios reales. Por ejemplo, un transformador de 225 kVA a 220V tiene Z_base = 220² / 225,000 = 0.215 Ω. Si su %Z es 4.5%, entonces Z_trafo = 0.045 × 0.215 = 0.00968 Ω.
¿Por qué importa la impedancia del cable?
El cable del alimentador agrega impedancia al sistema, lo cual REDUCE la corriente de cortocircuito en el punto de carga. A mayor distancia o menor calibre, más impedancia y menos Icc. Esto es bueno para protecciones (menor poder de corte requerido) pero malo para sensibilidad (puede no disparar protecciones upstream).
¿Qué pasa si la Icc excede la capacidad de mis protecciones?
Una protección con capacidad interruptiva insuficiente puede EXPLOTAR durante un cortocircuito, causando arco eléctrico, incendio y riesgo mortal. Art. 110.9 de la NOM exige que toda protección tenga capacidad ≥ Icc disponible. Solución: reemplazar con protecciones de mayor AIC o agregar un limitador de corriente.
¿Cómo afecta la longitud del cable?
Mayor longitud = mayor impedancia = menor Icc: a 10m con 4/0 AWG: Icc alta (~8 kA). A 50m con 4/0 AWG: Icc se reduce (~4 kA). A 100m con 4/0 AWG: Icc baja (~2.5 kA). Esto impacta la selección de protecciones y la coordinación del sistema.
¿Se debe considerar la impedancia de CFE?
Para estudios precisos, sí. CFE proporciona la potencia de cortocircuito en el punto de suministro (Scc_CFE en MVA). De ahí: Z_CFE = V² / (Scc_CFE × 10⁶). En la práctica, si no tiene el dato de CFE, la impedancia del transformador domina y el error es aceptable para instalaciones en baja tensión.
¿La impedancia de red cambia con el tiempo?
Sí, por varias razones: 1) CFE cambia el transformador de suministro (mayor o menor kVA altera la Icc). 2) Se agregan alimentadores largos que aumentan la impedancia. 3) Se agregan cargas de motores que aportan corriente de falla. Se recomienda recalcular la impedancia y Icc cada vez que se modifica la instalación o cuando CFE actualiza la subestación.
¿Los motores aportan corriente de cortocircuito?
Sí. Los motores de inducción actúan como generadores durante los primeros ciclos de una falla, aportando 4-6× su corriente nominal. Motores sincrónicos aportan aún más: 6-10× In. Esta contribución se suma a la Icc del transformador. En instalaciones con muchos motores (fábricas, plantas), la Icc total puede ser 30-50% mayor que la del transformador solo.