Calculadora de Impedancia de Red — Thevenin Cortocircuito
Calcula la impedancia equivalente de la red eléctrica en el punto de acometida. Determina la capacidad de cortocircuito disponible.
Cómo usar esta calculadora
- Ingrese los datos del transformador (kVA, Z%) y MVA de la red.
- La calculadora determina la impedancia total y la Icc disponible.
- Verifique que sus protecciones tengan capacidad interruptiva suficiente.
- Solicite a CFE los datos de cortocircuito si no los tiene.
Conceptos Fundamentales
La impedancia de Thevenin de la red es la impedancia equivalente vista desde el punto de interés (acometida). Incluye: impedancia de la red de media tensión de CFE, impedancia del transformador, e impedancia de los cables. El transformador tiene la mayor impedancia (2-6% de Z base). La red de CFE en puntos urbanos tiene MVA disponibles altos (500-10,000 MVA), haciendo su impedancia despreciable.
Contexto en México
CFE puede proporcionar los datos de cortocircuito disponible en el punto de acometida bajo solicitud. En zonas urbanas, la Icc disponible puede ser alta (>25 kA en media tensión). Al pasar por el transformador del usuario, se reduce significativamente. Las UVIE verifican que los interruptores tengan capacidad interruptiva ≥ Icc disponible.
Tabla de Referencia
Icc típica en baja tensión según transformador
| Trafo kVA | Z% | Icc en 220V | Interruptor mín. |
|---|---|---|---|
| 25 | 3% | 2.2 kA | 5 kA |
| 50 | 4% | 3.3 kA | 5 kA |
| 75 | 4% | 4.9 kA | 10 kA |
| 150 | 4% | 9.8 kA | 10 kA |
| 300 | 5% | 15.7 kA | 22 kA |
| 500 | 5% | 26.2 kA | 35 kA |
Fórmula
Z_red = V² / MVA_cc | Icc = V / (√3 × Z_total) | Z_total = Z_red + Z_trafo + Z_cable Ejemplo Práctico
Punto de acometida 220V trifásico. Transformador 75 kVA, Z=4%. Z_trafo = 0.04 × (220²/75,000) = 0.026Ω. Z_red CFE (asumiendo 500 MVA): (220²/500,000,000) = 0.000097Ω ≈ 0. Icc ≈ 220/(√3 × 0.026) = 4,886A ≈ 4.9 kA. Interruptores: ≥ 5 kA.
Interpretación de Resultados
La impedancia de red determina cuánta corriente puede entregar la red durante una falla. A menor impedancia, mayor corriente de cortocircuito disponible. El transformador es generalmente la mayor impedancia en instalaciones de baja tensión. En el punto de acometida, la Icc determina la capacidad interruptiva mínima de todos los interruptores y fusibles.
Errores Comunes
- Ignorar la impedancia de red y asumir que Icc es infinita. Aunque Z_red es pequeña, con transformadores grandes (>300 kVA), la Icc puede ser muy alta.
- No verificar la capacidad interruptiva de los interruptores. Un interruptor de 10 kA en un tablero con 20 kA disponibles es peligroso.
- Usar la impedancia del transformador sin considerar la temperatura. Z% varía con la temperatura del transformador — usar valor nominal de placa.
Aplicaciones Prácticas
Estudio de cortocircuito
Primer paso: determinar la impedancia de la red y la Icc disponible en cada punto de la instalación.
Selección de protecciones
Todos los interruptores deben tener capacidad interruptiva ≥ Icc disponible en su punto de instalación.
Verificación UVIE
El dictamen UVIE verifica que las protecciones sean adecuadas para la Icc disponible.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es la impedancia de red?
La impedancia equivalente de toda la red eléctrica (CFE + transformador + cables) vista desde un punto. Determina la Icc disponible.
¿Cómo obtengo los datos de CFE?
Solicitar a CFE los MVA de cortocircuito disponibles en el punto de acometida. En zonas urbanas: 500-10,000 MVA típico.
¿Qué pasa si la Icc es mayor que mi interruptor?
Peligro: el interruptor puede no poder interrumpir un cortocircuito y explotar. Reemplazar por uno de mayor capacidad interruptiva.