Diseño de Instalaciones Electricas

DISEÑO DE INSTALACIONES ELECTRICASDISEÑO DE INSTALACIONES ELECTRICAS

El desarrollo de una instalación eléctrica residencial comienza con los requerimientos del usuario y los requisitos básicos mínimos del RETIE y lasexigencias de la norma NTC 2050 y las normas de la empresa de energía del sector

Ing. Guillermo A ValenciaIng. Guillermo A Valencia22/04/2322/04/23

22/04/2322/04/23 Ing. Guillermo A ValenciaIng. Guillermo A Valencia

ACOMETIDA Y ALIMENTADOR

ALIMENTADORCONDUCTOR DEL MEDIDOR AL TABLERO DE

PROTECCIONES

PASOS PARA EL DISEÑOPASOS PARA EL DISEÑOCálculo correcto de corriente de losCálculo correcto de corriente de los

aparatos.aparatos.Cálculo de cargas.Cálculo de cargas.Diseño de los circuitos ramales y sus Diseño de los circuitos ramales y sus proteccionesproteccionesDiseño de los circuitos alimentadores y sus Diseño de los circuitos alimentadores y sus protecciones asociadas.protecciones asociadas.Selección de conductoresSelección de conductoresSelección de los elementos del sistema de Selección de los elementos del sistema de puesta a tierra.puesta a tierra.Cantidad de conductores por ductoCantidad de conductores por ducto


ningún tomacorriente se instalará en una ningún tomacorriente se instalará en una pared a una distancia mayor de 1,80 pared a una distancia mayor de 1,80 metros medidos horizontalmente, a lo metros medidos horizontalmente, a lo largo de la línea del suelo, a partir del largo de la línea del suelo, a partir del borde de la pared. Se recomienda que no borde de la pared. Se recomienda que no exista una distancia de separación mayor exista una distancia de separación mayor a 3,60 m entre tomacorrientesa 3,60 m entre tomacorrientes


Cálculo de corrientesCálculo de corrientes

El cálculo de la corriente permite determinar la capacidad que deben tener los circuitos en los cuales se conectan los aparatos eléctricos en la vivienda, esto determina el calibre de los conductores, la capacidad de las protecciones y la capacidad del sistema de puesta a tierra.


¿Cuáles son los Circuitos Ramales en¿Cuáles son los Circuitos Ramales enla Vivienda?la Vivienda?

De acuerdo con las especificaciones de la norma NTC 2050 en sus artículos 220-3 y 220-4 los circuitos ramales pueden tener:a) Circuitos de alumbrado general. b) Circuitos para aparatos específicos (motores, alumbrado empotrado, avisos, etc.). c) Circuitos de 20 A para pequeños artefactos en la cocina, despensad) Circuitos de 20 A para lavado y vivienda, incluyendo las salidas de planchado.


La Tabla 210-24 de la norma NTC 2050, proporciona la información de la capacidad de protección en corriente de los circuitos ramales y del calibre mínimo de los conductores Los circuitos deben estar protegidos contra sobrecorriente por medio de un dispositivo cuya capacidad nominal no exceda la capacidad de conducción de corriente del circuito. Para circuitos de alumbrado general se utilizarán protecciones de 15 A y 20 A.

El artículo 210-3 de la norma NTC 2050 indica que los circuitos ramales de los que trata este artículo se deben clasificar según la capacidad de corriente máxima o según el valor de ajuste del dispositivo de protección contra sobrecorriente. La clasificación de los circuitos ramales que no sean individuales deben ser de 15, 20, 30, 40 y 50 A


El artículo 220-3 inciso a) de la norma NTC 2050 indica que la capacidad nominal del circuito ramal no debe ser menor a la carga no continua, más el 125% (factor de 1.25) de la carga continua.El artículo 210-24 de la norma NTC 2050 indica en la tabla 210-24 los requisitos de los circuitos que tengan dos omás salidas distintas a los circuitos de tomacorriente del artículo 220-4 b) y c) como se ha especificadoanteriormente.El artículo 210-8 inciso a) subinciso 6) de la norma NTC 2050 indica que los tomacorrientes o contactos de la cocina deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor de circuito por falla a tierra, cuando están instalados para alimentar artefactos situados en los mesones y ubicados a menos de 1,8 m del borde exterior del lavaplatos.


El artículo 210-50 inciso c) de la norma NTC 2050 indica que las salidas con tomacorrientes, para artefactos específicos como equipo de lavandería, deberán instalarse a menos de 1,80 m del lugar destinado para el artefacto.El artículo 210-52 inciso a) de la norma NTC 2050 indica que se deben instalar salidas de tomacorriente de modo que ningún punto a lo largo de la línea del suelo en ninguna pared esté a más de 1,80 m de un tomacorriente en ese espacio, medidos horizontalmente incluyendo cualquier pared de 0,6 m o más de ancho. Siempre que sea posible, las salidas de tomacorrientes deben estar a la misma distancia. Si no están a menos de 0,5 m de la pared, las salidas de tomacorriente en el piso no se deben contar como parte del númeroexigido de salidas.


El Artículo 210-52 inciso d) de la norma NTC 2050 indica que las salidas de tomacorriente en los cuartos de baño, deben estar alimentadas por lo menos por un circuito ramal de 20 A. El artículo 210-8, inciso a) subinciso 1) de la norma NTC 2050 indica que los tomacorrientes o contactos de los lavamanos, estén o no en un cuarto de baño, deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor de circuito por falla a tierra.El artículo 220-4, inciso b) de la norma NTC 2050 indica que debe existir uno o más circuitos ramales de 20 A para pequeños artefactos, para todas las salidas de tomacorrientes especificadas en artículo 210-52.El artículo 220-4 inciso c) de la norma NTC 2050 indica que debe existir al menos otro circuito ramal de 20 A para conectar las salidas de tomacorrientes para lavandería y planchado, exigidas por el articulo 210-52 f). Este circuito no debe tener otras salidas.


De la tabla 220-3 b) de la norma NTC 2050, obtenemos el valor de carga unitaria unidades de vivienda (este valor es el indicado para toda unidad de vivienda, cual es de 32 VA/m .El artículo 100 de la norma NTC 2050 define como factor de demanda a la relación entre la demanda máxima de una instalación o parte de una instalación ya la carga total conectada a la instalación o parte de la instalación considerada.

Cuando la corriente máxima de una carga se prevé que circule durante tres horas o más se denomina Carga Continua.

La carga no continua es la que se prevé estará conectada menos tiempo que lo especificado para una carga continua (menos de 3 horas). En las unidades de vivienda, las cargas son consideradas generalmente, no continuas.


En el artículo 220-16 de la norma NTC 2050 se indica que se debe considerar una carga de 1500 VA por cada circuito derivado de los conductores para pequeños artefactos, lavandería y planchado. Sepermite que estas cargas se incluyan en la carga de alumbrado general y se apliquen los factores de demanda de la tabla 8 (Tabla NTC 220-11)

Cálculo de Corriente del Circuito AlimentadorDe la demanda máxima y el voltaje obtenemos la corriente con esta corriente seleccionamos el conductor. (Ver tabla 310,16 NTC2050)La norma NTC 2050 artículo 310-3 indica que cuando los conductores van instalados en canalizaciones, los calibres iguales o mayores a 8 AWG deben ser cableados (conductores compuestos de varios hilos).


La caída de tensión de los conductores: debe ser inferior al 3% en la salida de tomacorriente más lejana, para potencia calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas.La caída máxima de tensión eléctrica de los circuitos ramales más el circuito alimentador hasta la salida más lejana, se recomienda que no supere el 5%.


REGULACION DE REGULACION DE TENSIONTENSION

EN INSTALACIONES EN INSTALACIONES ELÉCTRICASELÉCTRICAS

ING. GUILLERMO A. VALENCIA ING. GUILLERMO A. VALENCIA VELASQUESVELASQUES

INTRODUCCIONINTRODUCCIONUno de los aspectos primordiales al dimensionar los Uno de los aspectos primordiales al dimensionar los conductores que forman parte de una instalación conductores que forman parte de una instalación eléctrica, luego del Cumplimiento de la capacidad de eléctrica, luego del Cumplimiento de la capacidad de conducción de corriente, es el Porcentaje de Caída de conducción de corriente, es el Porcentaje de Caída de Tensión, denominado también en el ámbito técnico, Tensión, denominado también en el ámbito técnico, Porcentaje de Regulación.Porcentaje de Regulación.En esta presentación ustedes conocerán los En esta presentación ustedes conocerán los fundamentos técnicos y teóricos involucrados en el fundamentos técnicos y teóricos involucrados en el cálculo de la caída porcentual de tensión en cálculo de la caída porcentual de tensión en Instalaciones de baja y media tensión apoyados en los Instalaciones de baja y media tensión apoyados en los datos y conceptos tomados del Código Eléctrico datos y conceptos tomados del Código Eléctrico Colombiano (NTC 2050).Colombiano (NTC 2050).


CAÍDA DE TENSIÓNCAÍDA DE TENSIÓN

La caída de tensión en el conductor se origina debido a su La caída de tensión en el conductor se origina debido a su resistencia eléctrica. Esta resistencia resistencia eléctrica. Esta resistencia depende de la longitud del circuito, el material, el calibre y depende de la longitud del circuito, el material, el calibre y la temperatura de operación del conductor. El calibre la temperatura de operación del conductor. El calibre seleccionado debe verificarse por la caída de tensión en la seleccionado debe verificarse por la caída de tensión en la línea.línea.Al suministrar corriente a una carga por medio de un Al suministrar corriente a una carga por medio de un conductor, se experimenta una caída en la tensión y una conductor, se experimenta una caída en la tensión y una disipación de energía en forma de calor. En circuitos de disipación de energía en forma de calor. En circuitos de corriente continua (c.c.) la caída de tensión se determina corriente continua (c.c.) la caída de tensión se determina por medio de la Ley de Ohm: por medio de la Ley de Ohm: V = I · RV = I · R


Para circuitos de corriente alterna (c.a.) la caída de Para circuitos de corriente alterna (c.a.) la caída de tensión depende de la corriente de carga, del factor de tensión depende de la corriente de carga, del factor de potencia y de la impedancia de los conductores (en potencia y de la impedancia de los conductores (en estos circuitos es común la combinación de estos circuitos es común la combinación de resistencias, capacitancias e inductancias). resistencias, capacitancias e inductancias). Por lo anterior, la caída de tensión se expresa:Por lo anterior, la caída de tensión se expresa:

V = I · ZV = I · Z

Siendo Z la impedancia, I es la corriente de carga que Siendo Z la impedancia, I es la corriente de carga que fluye por el conductor y V la caída de tensión desde fluye por el conductor y V la caída de tensión desde la fuente hasta la carga.la fuente hasta la carga.


IMPEDANCIA EFICAZIMPEDANCIA EFICAZLa Norma NTC 2050 en la nota 2 de la tabla 9 del capítulo 9, establece que La Norma NTC 2050 en la nota 2 de la tabla 9 del capítulo 9, establece que “multiplicando la corriente por la impedancia eficaz se obtiene un valor “multiplicando la corriente por la impedancia eficaz se obtiene un valor bastante aproximado de la caída de tensión entre fase y neutro”, bastante aproximado de la caída de tensión entre fase y neutro”, adicionalmente define adicionalmente define la impedancia eficaz así:la impedancia eficaz así:

ZZEFEF = R Cos = R Cos φφ+ X Sen + X Sen φφ

Donde:Donde:φφ es el ángulo del factor de potencia del circuito. es el ángulo del factor de potencia del circuito.RR es la resistencia a corriente alterna de conductor. es la resistencia a corriente alterna de conductor.XX es la reactancia del conductor. es la reactancia del conductor.Por otro lado, tenemos: Por otro lado, tenemos:

X = XL - XCX = XL - XC Donde:Donde:XLXL es la reactancia inductiva es la reactancia inductiva XCXC es la reactancia capacitiva es la reactancia capacitiva


Considerando que las distancias de las Considerando que las distancias de las redes eléctricas en sistemas de distribución de redes eléctricas en sistemas de distribución de Cables para Media Tensión implican longitudes Cables para Media Tensión implican longitudes cortas, se pueden despreciar los efectos cortas, se pueden despreciar los efectos capacitivos. Así mismo, para sistemas de capacitivos. Así mismo, para sistemas de distribución de Cables de Baja Tensión estos distribución de Cables de Baja Tensión estos efectos capacitivos también son despreciables efectos capacitivos también son despreciables debido a las bajas tensiones de operación debido a las bajas tensiones de operación (menos de 600V); por lo tanto se pueden tener (menos de 600V); por lo tanto se pueden tener en cuenta solamente la resistencia y la en cuenta solamente la resistencia y la reactancia inductiva, simplificando los cálculos reactancia inductiva, simplificando los cálculos con una muy buena aproximación a la realidad con una muy buena aproximación a la realidad (ver ilustración 1).(ver ilustración 1).


Reemplazando en la fórmula la Reemplazando en la fórmula la reactancia X por la reactancia inductiva XL (es decir, reactancia X por la reactancia inductiva XL (es decir, despreciando la reactancia capacitiva), la despreciando la reactancia capacitiva), la impedancia eficaz se define así:impedancia eficaz se define así:

ZZEFEF= R Cos 0 + XL Sen 0 = R Cos 0 + XL Sen 0


Conociendo los valores de resistencia a la Conociendo los valores de resistencia a la corriente (R), corriente (R), de reactancia inductiva (XL) y el factor de reactancia inductiva (XL) y el factor de potencia (FP = Cos de potencia (FP = Cos φφ), es posible calcular la ), es posible calcular la impedancia eficaz (Zimpedancia eficaz (ZEFEF), para lo cual se incluyen en la tabla ), para lo cual se incluyen en la tabla 1 los valores de Sen 1 los valores de Sen φφ correspondientes. correspondientes.


En la tabla 2 se muestran los valores de resistencia En la tabla 2 se muestran los valores de resistencia eléctrica y reactancia inductiva para instalación de eléctrica y reactancia inductiva para instalación de

tres conductores de fase en conduit; como se observa en tres conductores de fase en conduit; como se observa en la ilustración 2, se incluyen los conductores de neutro y de la ilustración 2, se incluyen los conductores de neutro y de tierra.tierra.



REGULACIÓNREGULACIÓNLa Caída de Tensión (∆V=Vs-Vr) se calcula mediante las siguientes fórmulas:La Caída de Tensión (∆V=Vs-Vr) se calcula mediante las siguientes fórmulas:Para circuitos monofásicos:Para circuitos monofásicos:

∆∆V FASE-NEUTRO = ZV FASE-NEUTRO = ZEFEF · 2 · L · I · 2 · L · IPara circuitos trifásicos:Para circuitos trifásicos:

∆∆VV FASE-FASE = √3 · ∆V FASE-NEUTRO FASE-FASE = √3 · ∆V FASE-NEUTRO

∆∆VV FASE-FASE = 1.732 · ∆V FASE-NEUTRO FASE-FASE = 1.732 · ∆V FASE-NEUTRO

∆∆VV FASE-NEUTRO = Z FASE-NEUTRO = ZEFEF · L · I · L · I Donde:Donde:∆∆VV es la Caída de Tensión en Voltios es la Caída de Tensión en VoltiosLL es la longitud del circuito en km es la longitud del circuito en kmII es la corriente del circuito en Aes la corriente del circuito en AZZEFEF es la impedancia eficaz en ohm/kmes la impedancia eficaz en ohm/km


La Regulación de Tensión o Porcentaje de Caída La Regulación de Tensión o Porcentaje de Caída de de Tensión se define como:Tensión se define como:

% Regulación = [∆V / Vr] · 100% Regulación = [∆V / Vr] · 100

Finalmente, el resultado obtenido en el cálculo del Porcentaje de Finalmente, el resultado obtenido en el cálculo del Porcentaje de Regulación debe compararse con los valores establecidos por la Regulación debe compararse con los valores establecidos por la norma NTC 2050, donde al respecto se indica lo siguiente:norma NTC 2050, donde al respecto se indica lo siguiente:sección 210-19, Inciso a), Nota 4: “Los conductores de circuitos sección 210-19, Inciso a), Nota 4: “Los conductores de circuitos ramales como están definidos en la sección 100, con una ramales como están definidos en la sección 100, con una sección que evite una caída de tensión superior al 3% en las sección que evite una caída de tensión superior al 3% en las salidas más lejanas de fuerza, calefacción, alumbrado o salidas más lejanas de fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos alimentador y ramal hasta la salida más tensión de los circuitos alimentador y ramal hasta la salida más lejana no supere al 5%, ofrecen una eficacia razonable de lejana no supere al 5%, ofrecen una eficacia razonable de funcionamiento. Para la caída de tensión en los conductores del funcionamiento. Para la caída de tensión en los conductores del alimentador, véase el artículo 215-2” alimentador, véase el artículo 215-2”


Sección 215-2, Inciso b), Nota 2: “Los Sección 215-2, Inciso b), Nota 2: “Los conductores de alimentadores tal como están conductores de alimentadores tal como están definidos en la sección 100, con un calibre definidos en la sección 100, con un calibre que evite una caída de tensión superior al 3% que evite una caída de tensión superior al 3% en las salidas más lejanas para potencia, en las salidas más lejanas para potencia, calefacción, alumbrado o cualquier calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos máxima de tensión de los circuitos alimentador y ramales hasta la salida más alimentador y ramales hasta la salida más lejana no supere el 5%, ofrecen una eficacia lejana no supere el 5%, ofrecen una eficacia de funcionamiento razonable. Nota 3: Véase de funcionamiento razonable. Nota 3: Véase el artículo 210-19. a), para la caída de tensión el artículo 210-19. a), para la caída de tensión de los conductores de los circuitos ramales”.de los conductores de los circuitos ramales”.


EJERCICIOSEJERCICIOS

A continuación se dan algunos A continuación se dan algunos ejemplos que ilustran distintas ejemplos que ilustran distintas aplicaciones de los conceptos aplicaciones de los conceptos

definidos.definidos.


a- Un circuito alimentador maneja una carga a- Un circuito alimentador maneja una carga continua de 34 amperios. El sistema es trifásico a 220V continua de 34 amperios. El sistema es trifásico a 220V

formado por tres conductores de cobre THHN/THWN , en un formado por tres conductores de cobre THHN/THWN , en un tubo conduit de PVC. La longitud del circuito es de 200 m y el tubo conduit de PVC. La longitud del circuito es de 200 m y el factor de potencia es de 85%. Determinar el Porcentaje de factor de potencia es de 85%. Determinar el Porcentaje de Caída de Tensión aproximada para este circuito.Caída de Tensión aproximada para este circuito.

SoluciónSolución1.1.Calcular la impedancia eficaz.Calcular la impedancia eficaz.

Tenemos: De la tabla 2: R = 0.623 ohm/km XL = 0.148 Tenemos: De la tabla 2: R = 0.623 ohm/km XL = 0.148 ohm/kmohm/km

De la tabla 1: Sen De la tabla 1: Sen φφ = 0.53 Por lo tanto: = 0.53 Por lo tanto: ZEF = R Cos ZEF = R Cos φφ + XL Sen + XL Sen φφ

ZZEFEF = (0.623 x 0.85) + (0.148 x 0.53) = (0.623 x 0.85) + (0.148 x 0.53)

ZZEFEF = 0.608 ohm/km = 0.608 ohm/km


2.2. Encontrar la Caída de Tensión fase a fase.Encontrar la Caída de Tensión fase a fase.

∆∆V FASE-NEUTRO = ZV FASE-NEUTRO = ZEFEF · L · I ∆V FASE-FASE = 1.732 x ∆V FASE-NEUTRO · L · I ∆V FASE-FASE = 1.732 x ∆V FASE-NEUTRO

∆∆V FASE-NEUTRO = 0.608 ohm/km x 0.2 km x 34 AV FASE-NEUTRO = 0.608 ohm/km x 0.2 km x 34 A

∆∆V FASE-NEUTRO = 4.1VV FASE-NEUTRO = 4.1V

∆∆V FASE-FASE = 1.732 x 4.1VV FASE-FASE = 1.732 x 4.1V

∆ ∆V FASE-FASE = 7.1 VV FASE-FASE = 7.1 V

3.3. Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del circuito.Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del circuito.

% Caída de Tensión FASE-FASE = (∆V / Vr) · 100% Caída de Tensión FASE-FASE = (∆V / Vr) · 100

% Caída de Tensión FASE-FASE = (7.1V / 220V) x 100 % Caída de Tensión FASE-FASE = (7.1V / 220V) x 100

% Caída de Tensión FASE-FASE = 3.2%% Caída de Tensión FASE-FASE = 3.2%ING. GUILLERMO A. VALENCIA ING. GUILLERMO A. VALENCIA

VELASQUESVELASQUES

B- Un motor de 50 HP tiene una eficiencia del 91%, se encuentra instalado a una B- Un motor de 50 HP tiene una eficiencia del 91%, se encuentra instalado a una distancia de 150 metros de la subestación. distancia de 150 metros de la subestación. El sistema es trifásico a 220V, compuesto por tres conductores de cobre El sistema es trifásico a 220V, compuesto por tres conductores de cobre THHN/THWN calibre 2/0 AWG, en un tubo conduit de PVC. El factor de potencia es THHN/THWN calibre 2/0 AWG, en un tubo conduit de PVC. El factor de potencia es de 0.80. de 0.80. Determinar primero la Regulación aproximada para este circuito y después realizar Determinar primero la Regulación aproximada para este circuito y después realizar el ejercicio para cuando se use cable de cobre THHN/THWN calibre 3/0 AWG.el ejercicio para cuando se use cable de cobre THHN/THWN calibre 3/0 AWG.SoluciónSolución1.Calcular la corriente.1.Calcular la corriente.Conociendo la potencia en W, la tensión en V y el factor de potencia, se utiliza Conociendo la potencia en W, la tensión en V y el factor de potencia, se utiliza la siguiente fórmula para el cálculo de la corriente: la siguiente fórmula para el cálculo de la corriente: I = W / (Vs x 1.732 x Cos I = W / (Vs x 1.732 x Cos φφ ) ) Sabiendo que 1 HP = 746 W Sabiendo que 1 HP = 746 W Tenemos que 50 HP = 37,300 WTenemos que 50 HP = 37,300 WComo la eficiencia del motor es del 91%, para tener 37,300 W de potenciaComo la eficiencia del motor es del 91%, para tener 37,300 W de potenciamecánica, el suministro de potencia eléctrica debe ser: mecánica, el suministro de potencia eléctrica debe ser: W = W = 37,30037,300 W / 0.91 W / 0.91 W = 40,989 W W = 40,989 W Ahora, calculamos la corriente: Ahora, calculamos la corriente:

I = 40,989 W / (220 V x 1.732 x 0.8) I = 40,989 W / (220 V x 1.732 x 0.8) I = 134.6 AI = 134.6 A


2. Calcular la impedancia eficaz. 2. Calcular la impedancia eficaz. Tenemos para el calibre 2/0 AWG: Tenemos para el calibre 2/0 AWG:

De la tabla 2:De la tabla 2: R = 0.328 ohm/km XL = 0.141 ohm/km R = 0.328 ohm/km XL = 0.141 ohm/kmDe la tabla 1:De la tabla 1: Sen Sen φφ = 0.60 = 0.60Por lo tanto:Por lo tanto:ZZEFEF = R Cos = R Cos φφ + XL Sen + XL Sen φφ ZZEF EF = (0.328 x 0.80) + (0.141 x 0.60) = (0.328 x 0.80) + (0.141 x 0.60) ZZEFEF = 0.347 ohm/km = 0.347 ohm/km

3.3. Calcular la Caída de Tensión fase a fase.Calcular la Caída de Tensión fase a fase.

∆∆V F-N = ZV F-N = ZEFEF · L · I · L · I∆∆V F-N = 0.347 ohm/km x 0.15 km x 134.6 AV F-N = 0.347 ohm/km x 0.15 km x 134.6 A∆∆V F-N = 7.0 VV F-N = 7.0 V∆∆V F-F = 1.732 x ∆V F-N V F-F = 1.732 x ∆V F-N ∆∆V F-F = 1.732 x 7.0 V V F-F = 1.732 x 7.0 V ∆∆V F-F = 12.1 VV F-F = 12.1 V


4.4. Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del circuito.circuito.

% Caída de Tensión F-F = (∆V / Vr) · 100% Caída de Tensión F-F = (∆V / Vr) · 100% Caída de Tensión F-F = (12.1 V/ 220 V) x 100% Caída de Tensión F-F = (12.1 V/ 220 V) x 100% Caída de Tensión F-F = 5.5%% Caída de Tensión F-F = 5.5%

5.5. Siguiendo el mismo procedimiento anterior aplicado Calcularla en Siguiendo el mismo procedimiento anterior aplicado Calcularla en el cuaderno la Caída de Tensión para el al calibre 3/0 AWG, es de el cuaderno la Caída de Tensión para el al calibre 3/0 AWG, es de 4.5%..4.5%..


C-Un circuito de red secundaria trenzada en Cable C-Un circuito de red secundaria trenzada en Cable Cuádruples de Aluminio 3x1/0 AWG XLPE 90°C + 1/0 Cuádruples de Aluminio 3x1/0 AWG XLPE 90°C + 1/0 ACSR a una tensión de 208 V alimenta una carga de 60 ACSR a una tensión de 208 V alimenta una carga de 60 kVA a 50 metros de distancia y con un factor de potencia kVA a 50 metros de distancia y con un factor de potencia de 0.9. de 0.9. Determinar la Regulación aproximada para este circuito.Determinar la Regulación aproximada para este circuito.

SoluciónSolución1.Calcular la corriente.1.Calcular la corriente.Conociendo la carga en kVA, la tensión Conociendo la carga en kVA, la tensión en V y el factor de en V y el factor de potencia, se utiliza potencia, se utiliza la siguiente fórmula para calcular la la siguiente fórmula para calcular la corriente:corriente:I = kVA · 1000 / (Vs x 1.732) I = kVA · 1000 / (Vs x 1.732) I = 60000 / (208 x 1.732)I = 60000 / (208 x 1.732)I = 166 AI = 166 A


2.2. Calcular la impedancia eficaz.Calcular la impedancia eficaz.Tenemos: De la tabla 4:Tenemos: De la tabla 4: R = 0.692 ohm/km XL = 0.109 ohm/km R = 0.692 ohm/km XL = 0.109 ohm/km

De la tabla 1:De la tabla 1: Sen Sen φφ = 0.44 = 0.44Por lo tanto:Por lo tanto:

ZEF = R Cos ZEF = R Cos φφ + XL Sen + XL Sen φφ ZEF = (0.692 x 0.90) + (0.109 x 0.44) ZEF = (0.692 x 0.90) + (0.109 x 0.44)

ZEF = 0.671 ohm/kmZEF = 0.671 ohm/km

3. Calcular la Caída de Tensión fase a fase.3. Calcular la Caída de Tensión fase a fase.

∆∆V F-N = ZEF · L · IV F-N = ZEF · L · I∆∆V F-N = 0.671 ohm/km x 0.05 km x 166A V F-N = 0.671 ohm/km x 0.05 km x 166A ∆∆V F-N = 5.6VV F-N = 5.6V∆∆V F-F = 1.732 x ∆V F-N V F-F = 1.732 x ∆V F-N ∆∆V F-F = 1.732 x 5.5 V V F-F = 1.732 x 5.5 V ∆∆V F-F = 9.7 VV F-F = 9.7 V

4. Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del circuito.4. Encontrar el Porcentaje de Caída de Tensión del circuito.

% Caída de Tensión F-F = (∆V / Vr) · 100% Caída de Tensión F-F = (∆V / Vr) · 100% Caída de Tensión F-F = (9.7 V/ 208 V) x 100% Caída de Tensión F-F = (9.7 V/ 208 V) x 100% Caída de Tensión F-F = 4.7%% Caída de Tensión F-F = 4.7%


D- Un circuito monofásico a 120 V de 10 m de D- Un circuito monofásico a 120 V de 10 m de longitud alimenta una carga resistiva de 3600 W (es longitud alimenta una carga resistiva de 3600 W (es

decir decir que el factor de potencia = 1.0) con conductores de que el factor de potencia = 1.0) con conductores de cobre cobre THHN/THWN, calibre 10 AWG (fase y neutro). THHN/THWN, calibre 10 AWG (fase y neutro). Determinar primero la Regulación aproximada para este circuito y Determinar primero la Regulación aproximada para este circuito y después realizar el ejercicio para cuando se usen alambres de cobre después realizar el ejercicio para cuando se usen alambres de cobre THHN/THWN, calibre 12 AWG.THHN/THWN, calibre 12 AWG.

SoluciónSolución1. Calcular la corriente.1. Calcular la corriente.Para circuitos monofásicos la corriente Para circuitos monofásicos la corriente se calcula con la siguiente fórmula: se calcula con la siguiente fórmula: I = W / VsI = W / VsEntonces:Entonces:I = 3600 W/ 120 V I = 3600 W/ 120 V I = 30 AI = 30 A


2.2. Calcular la impedancia eficaz.Calcular la impedancia eficaz.Tenemos: Tenemos:

De la tabla 2:De la tabla 2: R = 3.94 ohm/km L = 0.164 ohm/km R = 3.94 ohm/km L = 0.164 ohm/kmDe la tabla 1:De la tabla 1: Sen Sen φφ = 0 = 0Por lo tanto:Por lo tanto:

ZEF = R Cos ZEF = R Cos φφ + XL Sen + XL Sen φφ ZEF = (3.94 x 1.0) + (0.164 x 0.0)ZEF = (3.94 x 1.0) + (0.164 x 0.0)ZEF = 3.94 ohm/kmZEF = 3.94 ohm/km

3. Calcular la Caída de Tensión.3. Calcular la Caída de Tensión.Sabiendo que para un circuito monofásico:Sabiendo que para un circuito monofásico: ∆∆V F-N = ZEF · 2 · L · IV F-N = ZEF · 2 · L · I

Calculamos: Calculamos: ∆∆V F-N = 3.94 ohm/km x 2 x 0.01 km x 30 A V F-N = 3.94 ohm/km x 2 x 0.01 km x 30 A ∆∆V F-N = 2.4 VV F-N = 2.4 V


4. Calcular el Porcentaje de 4. Calcular el Porcentaje de Regulación Regulación del circuito.del circuito.

% Regulación = (∆V / Vr) · 100% Regulación = (∆V / Vr) · 100% Regulación = (2.4 V/ 120V) x 100 % Regulación = (2.4 V/ 120V) x 100 % Regulación = 2.0%% Regulación = 2.0%

5. Con el mismo procedimiento anterior, 5. Con el mismo procedimiento anterior, calcular, en el cuaderno, la regulación calcular, en el cuaderno, la regulación para el calibre 12 AWG.para el calibre 12 AWG.



Fórmulas para el cálculo de % decaída de tensión utilizando el factor Kaplicable de la Tabla 51. % de caída de tensión fase a fase en un sistema trifásico:% Caída de tensión = K*I*L*1,732*100 / (Voltios fase a fase x 1000 m)2. % de caída de tensión fase a neutro en un sistema monofásico:% Caída de tensión = KxIxL(ida y retorno)x100 / (Voltios fase a neutro x 1000 m)K : Factor tomado de la tablaI : Carga del circuito, en AmperiosL : Longitud del circuito en metros



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