Cálculos De Caída De Tensión En Baja Tensión

CÁLCULOS DE CAÍDA DE TENSIÓN EN BAJA TENSIÓN Roberto Ruelas-Gómez, IEEE Senior Member

RESUMEN En este escrito se presentan los cálculos de caída de tensión en los circuitos eléctricos de baja tensión desde el punto de vista normativo. INTRODUCCIÓN En la NOM-001-SEDE-2005 el cálculo de caída de tensión solamente es obligatorio para calcular los alimentadores de las bombas contra incendio -Referencia: Sección 695-8 [1] –, pero es bueno tenerlo en cuenta para suministrar al menos la tensión mínima de operación de los equipos. Un caso crítico lo tenemos en los circuitos de sistemas fotovoltaicos en la noche, cuando las baterías ya están descargadas, y cualquier caída de tensión es importante.

CÁLCULOS EN CORRIENTE CONTINUA Y MONOFÁSICOS EN CORRIENTE ALTERNA Los cálculos de la caída detensión en corriente continua y en los circuitos monofásicos en corriente alterna usan los datos de los conductores de la tabla 10-8 de la NOM-001-SEDE-2005 [1], y las ecuaciones (1) = (2) % Donde: CT = Caída de Tensión. Volts L = Largo del Conductor. Metros RL =Resistencia en CC a 75 C – Tabla 10-8 [1]. Ohm /km I = Corriente en el conductor. Amperes V = Tensión del suministro. Volts %CT =Porciento de caída de tensión. = 100 ∗ 2 ∗ ∗ 1000

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Ejemplo 1: Un inversor de un equipo interactivo con la compañía suministradora se encuentra a 6 metros de las baterías, y está tomando 100 amperes en 24 VCC. Se desea saber la caída de tensión si se usa un conductor de cobre de 6 AWG. Usando la ecuación (1) y posteriormente la (2) obtenemos. = 2(6) ∗ 1.61 ∗(100) 1000 CT = 1.93 VCC Si el inversor puede operar a (24 - 1.93) = 22.07 VCC sin problemas, entonces se dejará ese tamaño de conductor; sino, se tendrá que cambiar por un conductor más grueso. Nota: La mayoría de los inversores se desconectan cuando baja la tensión de 22 VCC.

Ejemplo 2: Un circuito de alumbrado de 120 V, 20 A tiene un largo de 40 m. Si la carga es de 13 A y el circuito estáalambrado con cable de tamaño 12 AWG de cobre sin estañar. Calcular la caída de tensión y su porcentaje de caída de tensión. Usando la ecuación (1) y posteriormente la (2) obtenemos. = 2(40) ∗ 6.50 ∗ (13) 1000 CT = 6.76 V % = 100 ∗ 6.76 120

%CT = 5.63 Si los equipos de iluminación están hechos para operar a (120-6.76) = 113.2 V sin problemas, entonces se dejará ese tamaño de conductor; sino, setendrá que cambiar por un conductor más grueso.

CÁLCULOS DE CIRCUITOS TRIFÁSICOS EN CORRIENTE ALTERNA Los cálculos de la caída de tensión de tres conductores monopolares en una canalización usan los datos de resistencia, reactancia e impedancia de la tabla 9 del NEC [2], y las ecuaciones (2) % = 100 ∗

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(3) = Donde: Ze =Impedancia eficaz al factor depotencia de la carga, de acuerdo al material del conductor y de la canalización – Tabla 9 [2]. Ohm /km, y está definida como (4) = Donde RL y XL es la resistencia y reactancia del cable de acuerdo a su material y al tipo de canalización - Tabla 9 [2]. Ohm /km ∅ es el ángulo del factor de potencia de la carga de ese circuito. ∗ (∅) + ∗ (∅) 2 ∗ ∗ √3 ∗ 1000 2

Ejemplo 3: Un motor de una bombacontra incendios es de 100 hp y está conectado a un sistema a 480 V. Calcular la caída de tensión en operación al 115% de su corriente nominal (f.p. 0.85), y en su arranque (f.p. 0.35), considerando una letra de código G, y un alimentador de 60 m de largo de conductor de tamaño 2/0 AWG de cobre en tubería de PVC exterior al edificio. a) Factor de potencia 85%. Obteniendo la Ze de la Tabla 9 [2] para elconductor 2/0 de cobre (0.36), y, la corriente nominal en la tabla 430-150 de la NOM-001-SEDE-2005 [1] (124 A). Usaremos la ecuación (3). 2(60) ∗ 0.36 ∗ (124 ∗ 1.15) √3 ∗ 1000 2 CT = 5.33 V

=

b) Factor de potencia 35%. Obteniendo la RL y XL de la Tabla 9 [2] para el conductor 2/0 de cobre (0.33 y 0.141, respectivamente), y, la corriente nominal en la tabla 430-150 de la NOM-001SEDE-2005...