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I.T.M. INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS
TEMA 2:
INJSTALACIONES ELÉCTRICAS
PREVISIÓN DE LA POTENCIA TOTAL NECESARIA EN UNA
INSTALACIÓN ELÉCTRICA.
1. Introducción.
2. Diseño en instalaciones.
3. Previsión de cargas.
1. INTRODUCCIÓN.
GRADO DE ELECTRIFICACIÓN EN INSTALACIONES
Según establece el Reglamento Ele ctrotécnico de Baja Tensión en la norma MIBT
010, en lo que se refiere a suministros en baja tensión, la carga por vivienda depende del
grado de electrificación que quiera alcanzarse.
A efectos de la previsión de carga por vivienda, se establecen los siguientes grados de
electrificación:
ELECTRIFICACIÓN MÍNIMA
Con una previsión de demanda máxima de 3 kW., permite una utilización de cargas
fijadas en dicha norma.
El grado de electrificación de las viviendas, será el que desee el propietario de
acuerdo con su utilización, pero este vendrá determinado como mínimo por la superficie
de la vivienda. Así, para una electrificación mínima, se considera como límite de
aplicaciones una superficie máxima de 80 m2 .
Esquema general:
El número mínimo de circuitos será según MIBT 022:
- Un circuito destinado a puntos fijos de luz y a las tomas de corriente
para alumbrado.
- Un circuito para las tomas de corriente de otras aplicaciones.
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ELECTRIFICACIÓN MEDIA
Con una previsión de demanda máxima de 5 kW., permite una utilización de cargas
fijadas en dicha norma.
Se considera en este caso para límite de aplicaciones una superficie máxima de 150
m.
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Esquema general:
El número mínimo de circuitos será según M.I.B.T 022.:
- Un circuito para puntos fijos de luz y tomas de corriente para
alumbrado.
- Un circuito para lavadora, calentador de agua y secador.
- Uno destinado a cocina.
- Uno para tomas de corriente de otras aplicaciones.
ELECTRIFICACIÓN ELEVADA
La previsión de demanda total es de 8 kW. y permite la utilización de los aparatos
correspondientes a la electrificación "Media", la instalación de un sistema de
calefacción y de acondicionamiento de aire.
En electrificación elevada se considera para límite de aplicaciones una superficie
máxima de la vivienda de 200 m2 .
Esquema general:
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INJSTALACIONES ELÉCTRICAS
El número de circuitos mínimo será según MIBT 022:
- Dos circuitos destinados a puntos fijos de luz y a tomas de corriente
para alumbrado.
- Un circuito para lavadoras, calentador de agua y secador.
- Un circuito destinado a cocina.
- Dos para las tomas de corriente de otras aplicaciones.
ELECTRIFICACIÓN ESPECIAL
La previsión de demanda total se determinará en cada caso concreto.
Está destinado a viviendas con gran número de electrodomésticos o bien con
potencias elevadas de estos, o bien con sistema de calefacción y de acondicionamiento
de aire de gran consumo.
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2. DISEÑO EN INSTALACIONES. PREVISIÓN DE CARGAS.
POTENCIAS A CONTRATAR EN BAJA TENSIÓN TARIFA 1.0
ICPM
Potencias a contratar en kW.
Intensidad
Nominal (A)
I+N ó II I
+
220V
127V.
1,5
0,330
---
3,5
0,770
0,445
5
---
0,635
N
POTENCIAS A CONTRATAR EN BAJA TENSIÓN TARIFA 2.0
ICPM
Potencias a contratar en kW.
Intensidad Nominal (A)
III+N 380V III 220V
I + N 220V. II 220 V.
1,5
1
0,6
0,33
0,33
3
2
1,2
0,66
0,66
3,5
2,3
1,3
0,77
0,77
5
3,3
1,9
1,1
1,1
7,5
4,9
2,9
1,6
1,6
10
6,6
3,8
2,2
2,2
15
9,9
5,7
3,3
3,3
20
13,2
7,6
4,4
4,4
25
9,5
5,5
5,5
30
11,4
6,6
6,6
35
13,3
7,7
7,7
40
15
8,8
8,8
45
9,9
9,9
50
11
11
63
13,8
13,8
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CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE UN DISTRIBUIDOR ABIERTO DEL QUE SE
DERIVAN DIFERENTES ACOMETIDAS
Supongamos un distribuidor que partiendo de un centro de transformación C, se
derivan de él una serie de acometidas y tiene libre el extremo más alejado de C,
"Distribuidor abierto".
Llamando l1 , l2 , l3 , ... ln , a las distancias entre cada una de las diferentes acometidas,
I1 , I2 , I3 , ... In a las respectivas intensidades, S a la sección del conductor del
distribuidor, y V a la caída de tensión máxima admitida hasta la acometida mas alejada,
In , tendremos que en el caso de un distribuidor bifilar en corriente continua, se verificará
que la caída de tensión total V, es igual a la suma de las caídas de tensión parciales, V1 ,
V2 , V3 , ... Vn .
V = V1 + V2 + V3 + ... + Vn
de donde:
Esta fórmula hace referencia a las "distancias cortas l" que hay entre las acometidas
I1 , I2 , I3 , ..... In . Si nos referimos a las "distancias largas L", que existen entre el centro
de transformación y cada una de las acometidas, podremos deducir fácilmente que:
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de donde se obtiene,
Cualquiera de estas fórmulas puede ser válida para el cálculo de la sección de un
distribuidor, utilizando una u otra en función de la simplicidad que obtengamos al
aplicarlas.
Hemos supuesto un conductor de sección constante, lo cual determina una pérdida
relativamente grande en los primeros tramos del conductor, en donde las densidades de
corriente son grandes, mientras que en los últimos tramos las pérdidas son pequeñas,
por ser pequeñas las densidades de corriente.
Si empleáramos un distribuidor con diferentes secciones, relacionadas con la
magnitud de la intensidad que por ellos circula, obtendríamos unas pérdidas mínimas y
una reducción del peso del conductor. Esto tiene dos inconvenientes: los empalmes que
hay que ir realizando, y la necesidad de disponer de un gran número de secciones
comerciales.
SECCIONES COMERCIALES mm2
1.5
35
240
2.5
50
300
4
70
400
6
95
500
10
120
630
16
150
25
185
Sólo en aquellos casos en los que la distribución es muy larga, se recomienda
dividirla en dos o tres tramos de secciones diferentes.
Como los conductores están normalizados comercialmente, fijaremos su sección de
acuerdo con el conductor comercial más próximo al hallado, por exceso, comprobando
que la densidad de corriente que le corresponde, al principio de la línea, cumple el
Reglamento.
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Una vez comprobada la densidad de corriente se calculará la caída de tensión que le
corresponde con la sección comercial elegida, y que naturalmente será menor, ya que el
conductor lo hemos elegido dentro de las secciones comerciales, por exceso.
Las soluciones planteadas se han resuelto considerando líneas en continua. Veamos
seguidamente los distintos casos que se pueden plantear en alterna, partiendo de la
fórmula general que nos da la caída de tensión en una línea monofásica de corriente
alterna
de la que fácilmente podremos sacar las conclusiones siguientes, extendiendo el
supuesto a "n" número de acometidas:
1) Líneas monofásicas de corriente alterna
a) Para corriente alterna monofásica, la caída de tensión resulta ser:
En la que Xu = ? £u es la reactancia unitaria del conductor en ? /m.
b) En muchas ocasiones puede prescindirse de la componente reactiva propia
de la línea, £u= 0, obteniendo los siguientes resultados:
Cualquiera de las fórmulas expuestas es válida para el cálculo de la sección de un
distribuidor, aplicando una u otra según las hipótesis planteadas.
2) Líneas trifásicas
Para el caso de líneas trifásicas, si la caída de tensión la referimos a una fase con
respecto al hilo neutro "caída de tensión simple", la sección del distribuidor se calculará
con las fórmulas siguientes:
a) Considerando cargas inductivas y un cierto coeficiente de autoinducción de
la línea:
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b) Considerando cargas inductivas y un coeficiente de autoinducción de la línea
despreciable:
;
Si la caída de tensión la referimos a la tensión compuesta entre fases, estas fórmulas
deberán estar multiplicadas por ? 3.
En ocasiones estas fórmulas pueden venir expresadas en función de la potencia activa
por fase, Pa, de cada una de las acometidas; si multiplicamos numerador y denominador
por la tensión simple U, tendremos:
CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE UN DISTRIBUIDOR CERRADO DEL QUE
SE DERIVAN DIFERENTES ACOMETIDAS
Sea un distribuidor que une dos centros de transformación a igual tensión, o
simplemente un distribuidor en bucle cerrado. De él se derivan una serie de acometidas,
tal y como se muestra en la figura, de forma que las corrientes parten de los extremos y
se dirigen al centro de distribuidor, existiendo una acometida sometida a una tensión
mínima y alimentada por sus dos extremos, salvo en el caso de que la intensidad por
uno de ellos sea cero.
En este circuito, es indudable que la suma de las caídas de tensión a lo largo de esta
línea, debe de ser cero, es decir:
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Simplificando esta expresión, tendremos que:
y generalizando la expresión para "n" acometidas:
Por otra parte, tenemos que
obteniendo finalmente
Naturalmente, estas fórmulas las hemos referido a corrientes continuas, pero
fácilmente pueden generalizarse para corrientes alternas, debiendo utilizar para ello los
valores complejos de las respectivas intensidades que intervienen en la distribución.
CARGA TOTAL CORRESPONDIENTE A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS
Será la suma total de las cargas correspondientes a:
- Conjunto de servicios generales del edificio.
- Locales comerciales.
- Conjunto de viviendas.
El cálculo por separado se realizará de la siguiente manera:
a) Carga del conjunto de servicios
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Será suma de la potencia instalada en:
* Ascensores.
* Montacargas.
* Alumbrado del portal, escalera y todo el servicio eléctrico general
del edificio.
b) Carga de los locales comerciales
* Con un mínimo de 3 kW. por abonado.
* Con 100 W / m2 .
c) Carga del conjunto de viviendas
Se efectúa multiplicando el número de éstas por la potencia máxima prevista en cada
una de ellas, y a su vez por un coeficiente de simultaneidad (ya que no existe
coincidencia de demandas máximas).
VALORES DEL COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD
Número
Coeficiente de simultaneidad
Electrificación
mínima y media
Electrificación
elevada y especial
2a4
1
0,8
5 a 15
0,8
0,7
15 a 25
0,6
0,5
mas de 25
0,5
0,4
de abonados
CARGA TOTAL PARA EDIFICIOS COMERCIALES DE OFICINAS O
DESTINADOS A UNA O VARIAS INDUSTRIAS
* Edificios comerciales y de oficinas 100 W/m2 y por planta y con un
mínimo por abonado de 5 kW.
* Edificios industriales 125 W/m2 y por planta.
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