Cables aislados

Boletín Técnico - Marzo 2005

CONTENIDO
Caida de Tensión Impedancia Eficaz Regulación Ejemplos Conclusiones y comentarios 2 2 8 9 16

RETIE:
REGULACIÓN DE TENSIÓN EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Uno de los aspectos primordiales al dimensionar los conductores que forman parte de una instalación eléctrica, luego del cumplimiento de la capacidad de conducción de corriente, es el Porcentaje deCaída de Tensión, denominado también en el ámbito técnico, Porcentaje de Regulación. En este artículo se dan a conocer los fundamentos técnicos y los conceptos teóricos involucrados en el cálculo de la caída porcentual de tensión en instalaciones de baja y media tensión. Para ilustrar la aplicación se incluyen datos y conceptos tomados del Código Eléctrico Colombiano (NTC 2050).

Dirección yCoordinación: Departamento de Mercadeo CENTELSA Información y Especificaciones: Gerencia Técnica CENTELSA Diseño y Diagramación:

CAÍDA DE TENSIÓN
La caída de tensión en el conductor se origina debido a la resistencia eléctrica al paso de la corriente. Esta resistencia depende de la longitud del circuito, el material, el calibre y la temperatura de operación del conductor. El calibre seleccionadodebe verificarse por la caída de tensión en la línea. Al suministrar corriente a una carga por medio de un conductor, se experimenta una caída en la tensión y una disipación de energía en forma de calor. En circuitos de corriente continua (c.c.) la caída de tensión se determina por medio de la siguiente fórmula, conocida como la Ley de Ohm:

IMPEDANCIA EFICAZ
La Norma NTC 2050 en la nota 2 de latabla 9 del capítulo 9, establece que “multiplicando la corriente por la impedancia eficaz se obtiene un valor bastante aproximado de la caída de tensión entre fase y neutro”, adicionalmente define la impedancia eficaz así: ZEF = R Cos 0 + X Sen 0 Donde: 0 R X es el ángulo del factor de potencia del circuito. es la resistencia a corriente alterna de conductor. es la reactancia del conductor.V=I·R
Donde: V I R es la caída de tensión. es la corriente de carga que fluye por el conductor. es la resistencia a c.c. del conductor por unidad de longitud.

Por otro lado, tenemos: X = XL - XC Donde: XL XC es la reactancia inductiva es la reactancia capacitiva

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

V=I·Z
Siendo Z la impedancia.

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

2

Reemplazando en la fórmula la reactanciaX por la reactancia inductiva XL (es decir, despreciando la reactancia capacitiva), la impedancia eficaz se define así: ZEF= R Cos 0 + XL Sen 0 Caída de Tensión
Vs R Z XL I Vr

Carga

Neutro
Ilustración 1. Circuito equivalente

Corriente de carga que fluye por el conductor Vs: Tensión de envío por la fuente Vr: Tensión recibida en la carga Z: Impedancia de la línea R: Resistencia a c.a.del conductor XL: Reactancia inductiva del conductor I:

Conociendo los valores de resistencia a la corriente (R), de reactancia inductiva (XL) y el factor de potencia (FP = Cos 0), es posible calcular la impedancia eficaz (ZEF), para lo cual se incluyen en la tabla 1 los valores de Sen 0 correspondientes.
FP = Cos 0
1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70

En la tabla 2 se muestran los...